美國(guó)金屬3D打印機(jī)制造商大盤點(diǎn)

增材制造正在全球范圍內(nèi)迅速普及，但論起增材制造公司數(shù)量，恐怕沒有任何地方比它的起源地--美國(guó)更多。從1987年Chuck Hull首次提出立體光刻技術(shù)到1990年第一批金屬增材制造技術(shù)的出現(xiàn)，多年來增材制造在美國(guó)保持著持續(xù)增長(zhǎng)，美國(guó)一直占據(jù)著世界上大型3D打印機(jī)安裝基地的榜首。

在本期文章中，南極熊主要對(duì)位于美國(guó)的20家金屬3D打印機(jī)制造商進(jìn)行了匯總，以便于讀者對(duì)這個(gè)行業(yè)有一個(gè)更好的了解。

3D Systems

3D Systems是世界上最早的3D打印機(jī)制造商之一。目前，該公司提供DMP Factory 500解決方案、DMP Flex 350和DMP Flex 350 Dual、DMP Flex 200和入門級(jí)金屬打印機(jī)DMP Flex 100，所有這些都使用直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）技術(shù)。3D打印機(jī)之間的主要區(qū)別之一是尺寸，最大的打印機(jī)有500 x 500 x 500毫米的構(gòu)建體積，而最小的只有100 x 100 x 90毫米，但機(jī)器之間的功能也有所不同。值得注意的是，在工廠系統(tǒng)中，3D Systems提供了集成的粉末管理、高產(chǎn)量和高重復(fù)性以及穩(wěn)定的低氧環(huán)境，以獲得更好的零件質(zhì)量。所有的機(jī)器都使用3D Systems自己的3DXpert軟件，這是一個(gè)多合一的系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了從設(shè)計(jì)到打印的工作流程。

△照片來源。3D Systems公司

桌面金屬（Desktop Metal）

如果你了解增材制造領(lǐng)域有一段時(shí)間了，那么你一定聽說過Desktop Metal。該公司成立于2015年，其使命是使金屬3D打印更容易獲得，現(xiàn)在的它已經(jīng)迅速?gòu)囊粋�(gè)初創(chuàng)公司上升為該行業(yè)的領(lǐng)先公司之一。目前，Desktop Metal提供四種不同的自主研發(fā)系統(tǒng)：Fiber、Studio System、Shop System 和 Production System。雖然Studio、Shop和Production系統(tǒng)都是為金屬3D打印而設(shè)計(jì)的，但Fiber，正如它的名字所示，是一臺(tái)適合于復(fù)合材料打印的FDM機(jī)器，即連續(xù)碳纖維和玻璃纖維帶。Studio系統(tǒng)也是一臺(tái)擠出機(jī)，是DM公司最早進(jìn)入市場(chǎng)的打印機(jī)之一。它是一個(gè)由兩部分組成的系統(tǒng)，整合了打印和燒結(jié)，使用綁定的金屬棒材。它被提出來作為一種金屬、桌面打印機(jī)，可以安全地在辦公室使用。

Desktop Metal公司還提供兩臺(tái)非擠壓式的機(jī)器，Shop和Production系統(tǒng)使用金屬粘合劑噴射。Shop系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為了將粘合劑噴射技術(shù)引入機(jī)械車間，而Production系統(tǒng)則是為了大規(guī)模地3D打印金屬零件。正如粘結(jié)劑噴射所預(yù)期的那樣，這兩臺(tái)機(jī)器擁有高質(zhì)量、精確的部件，能夠廉價(jià)而快速地打印出來。雖然從技術(shù)上講，Desktop Metal公司只銷售這四種機(jī)器，但它實(shí)際上有一個(gè)更大的產(chǎn)品組合，這也是我們需要提及的地方。這是因?yàn)槿ツ晁�收�?gòu)了一些能夠獲得不同技術(shù)的3D打印公司。例如，它收購(gòu)了DLP 3D打印的原始發(fā)明者EnvisionTEC，這使它得以進(jìn)入聚合物市場(chǎng)。當(dāng)DM宣布收購(gòu)其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手ExOne時(shí)也掀起了波瀾，這一舉措加強(qiáng)了其在粘合劑噴射市場(chǎng)的地位。

△DesktopMetal的Shop系統(tǒng)是該公司的粘結(jié)劑噴射解決方案之一（圖片來源：Desktop Metal）

ExOne

另一家從事金屬3D打印的美國(guó)公司，是ExOne。盡管如上所述，它在去年被其主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手Desktop Metal收購(gòu)，但該公司仍在銷售自己的金屬和沙子粘合劑噴射打印機(jī)。目前，ExOne公司提供五種打印機(jī)，能夠?qū)?0多種單合金金屬轉(zhuǎn)化為高密度的金屬零件。尺寸各不相同，最小的Innovent+的制造箱為6.3 x 2.5 x 2.5英寸（160 x 65 x 65毫米），同時(shí)最大的X1 160Pro的尺寸為31.5 x 19.7 x 15.8英寸（800 x 500 x 400毫米）。其他三臺(tái)可用的機(jī)器，X1 25Pro、InnoventPro 3L和M-Flex，其制造體量在這兩者之間，其中兩臺(tái)平均為15.75 x 9.84 x 9.84英寸（400 x 250 x 250mm）。對(duì)于一家在粘合劑噴射領(lǐng)域工作了20多年的公司來說，可以預(yù)料，這些機(jī)器很受那些有粘合劑噴射經(jīng)驗(yàn)的人的歡迎。

△總部位于德國(guó)和美國(guó)的ExOne公司以粘結(jié)劑噴射而聞名，包括其金屬3D打印解決方案；X1 160Pro（左）和X125Pro（右）金屬3D打印機(jī)（圖片來源：ExOne)

FormAlloy

下一個(gè)美國(guó)金屬3D打印機(jī)制造商是位于加州的FormAlloy，它專門從事定向能沉積（DED）打印機(jī)。該公司有兩個(gè)不同系列的DED打印機(jī)，即X和L系列。兩者都具有閉環(huán)控制、可變波長(zhǎng)激光器和用于梯度或雙金屬結(jié)構(gòu)的FormAlloy PF和ADF送粉器。每臺(tái)機(jī)器都有FormAlloy AX金屬沉積頭，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)5軸運(yùn)動(dòng)的構(gòu)建量，并具有公認(rèn)的高粉末效率和內(nèi)置的快速釋放功能。就建造量而言，有各種尺寸可供選擇，包括200x200x200mm、500x500x500mm、1x1x1m和定制尺寸。

△L-2（左）和X5（右）3D打印機(jī)（圖片來源：FormAlloy)

GE Additive

GE Additive是美國(guó)著名的跨國(guó)企業(yè)集團(tuán)通用電氣（GE）的增材制造業(yè)務(wù)分公司，它被稱為金屬3D設(shè)計(jì)和制造的世界領(lǐng)導(dǎo)者。該公司由Concept Laser和Arcam EBM這兩個(gè)增材制造品牌以及增材制造粉末供應(yīng)商AP&C組成。正如你可能猜到的，該公司專注于基于粉末的金屬增材制造技術(shù)。通過ArcamEBM，GE增材公司提供了五種EBM機(jī)器，Q10plus、Spectra H、SpectraL、Q20plus和A2X。某些設(shè)備是為特定行業(yè)設(shè)計(jì)的，例如，Q10plus特別為骨科植入物的批量生產(chǎn)進(jìn)行了優(yōu)化，而Q20plus則是為成本效益高的航空航天部件生產(chǎn)而設(shè)計(jì)。該公司指出，所有這五種設(shè)備都能快速有效地創(chuàng)建尺寸精確的零件。

通過Concept Laser，GEAdditive還提供了使用直接金屬激光熔化（DMLM）的3D打印機(jī)，這是一種基于激光粉末床融合的技術(shù)。目前，這兩家公司有M2 5系列、M Line、X Line2000R和Mlab系列，它們提供了不同的構(gòu)建包絡(luò)，甚至在一臺(tái)機(jī)器內(nèi)，可以快速有效地生產(chǎn)復(fù)雜的零件。得益于卓越的零件質(zhì)量以及機(jī)器的可用性和可重復(fù)性，這些機(jī)器甚至可以用于要求極為苛刻的行業(yè)，如航空航天和醫(yī)療。

△GEAdditive是美國(guó)知名的金屬3D打印機(jī)制造商。照片來源：GEAdditive

惠普（HP）

接下來的這個(gè)制造商有點(diǎn)不同，因?yàn)樗�在技術(shù)上還沒有出現(xiàn)。這家制造商是惠普公司，該公司在增材領(lǐng)域最有名的是他們的專利多射流融合技術(shù)，但目前他們也有一個(gè)金屬工藝，即惠普金屬噴射技術(shù)，正在進(jìn)行中。目前已經(jīng)可以從惠普訂購(gòu)金屬零件，該公司聲稱他們的粘結(jié)劑噴射工藝使用戶的生產(chǎn)力提高了50倍，由于構(gòu)建尺寸為430×320×200毫米（16.9×12.6×7.9英寸），可以生產(chǎn)大批量的零件和大型零件，而且在談到金屬粘結(jié)劑噴射時(shí)，通常是在保持高精度的同時(shí)降低成本。惠普在去年年底宣布，該打印機(jī)將在2022年投入商業(yè)使用，而且在惠普的網(wǎng)站上已經(jīng)可以預(yù)訂一臺(tái)。

Markforged

Markforged成立于2013年，可能最出名的是他們的復(fù)合材料3D打印機(jī)，包括連續(xù)纖維。但是，該公司也有一個(gè)金屬增材制造解決方案，命名也是恰如其分——MetalX系統(tǒng)。Metal X是一個(gè)金屬FFF系統(tǒng)，它使用綁定的粉末長(zhǎng)絲，兼容的材料包括17-4 PH不銹鋼、銅、H13工具鋼、Inconel625和A2及D2工具鋼。選擇使用擠壓技術(shù)也不足為奇，制造商為自己的安全使用、無障礙機(jī)器感到自豪，使用FFF而不是其他金屬技術(shù)可以大大降低成本。Metal X的構(gòu)建體積為300 x 220 x 180mm（11.8 x 8.7 x 7.1英寸），具有一個(gè)封閉的加熱室和一個(gè)加熱的真空密封打印床，具有自動(dòng)調(diào)平功能，為金屬材料提供更好的條件。此外，有兩個(gè)噴嘴，允許使用金屬材料和脫模材料。

△照片來源。馬克福特

Optomec

另一家美國(guó)金屬3D打印機(jī)制造商是位于新墨西哥州的Optomec。該公司最初成立于1997年，已經(jīng)在電子、能源、生命科學(xué)、航空航天和國(guó)防等廣闊的市場(chǎng)上發(fā)布了產(chǎn)品。如今，他們聲稱，由于他們的AM解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)大批量的增材制造。Optomec的金屬打印機(jī)使用LENS定向能量沉積（DED）技術(shù)，這種工藝使用高功率激光（400W至3kW）將粉末狀金屬熔化成完全致密的部件。據(jù)該公司稱，這一過程是在一個(gè)密封室中進(jìn)行的，該密封室用氬氣吹掃，使氧氣和水分含量保持在百萬(wàn)分之十以下，防止氧化。精度、速度和較少的環(huán)境影響是該技術(shù)的一些主要優(yōu)點(diǎn)，Optomec公司指出，使用LENS可以使打印速度提高10倍，成本降低5倍。目前，有一些不同尺寸的金屬AM解決方案，CS 250、CS 600、CS 800、CS 1500、MTS500、MTS 860和LPE。

照片來源。Optomec

Sciaky

這家位于芝加哥的公司（Sciaky）是歷史最為古老的公司之一，因?yàn)樗麄兂闪⒂?939年，是一家先進(jìn)焊接系統(tǒng)的供應(yīng)商。事實(shí)上，他們的歷史非常悠久，在第二次世界大戰(zhàn)期間，他們是用于為美國(guó)軍隊(duì)制造戰(zhàn)機(jī)的電阻焊接系統(tǒng)的主要供應(yīng)商。而自2009年以來，他們還提供了金屬增材制造解決方案。也就是說，他們最初命名為電子束直接制造的工藝是在2009年推出的，然后變成了現(xiàn)在的電子束增材制造。由于他們的金屬零件和解決方案，該公司已經(jīng)與國(guó)防和航空航天領(lǐng)域的一些領(lǐng)導(dǎo)者合作，包括國(guó)防部、洛克希德-馬丁公司、國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局、空中客車公司等等。

該公司指出，他們的電子束增材制造（EBAM）是一種獨(dú)一無二的金屬3D打印，允許用戶生產(chǎn)高質(zhì)量、大規(guī)模的金屬結(jié)構(gòu)，而且材料浪費(fèi)非常少。該公司提供5種機(jī)器，EBAM 300、EBAM 200、EBAM140、EBAM 110和EBAM 40。而至少通過EBAM 110工業(yè)金屬3D打印機(jī)，用戶可以比許多傳統(tǒng)的金屬工藝更快、更便宜地創(chuàng)建長(zhǎng)度達(dá)19′的零件。就所使用的技術(shù)而言，EBAM類似于DED，即電子束槍通過金屬絲送料器在系統(tǒng)的真空室中沉積金屬。Sciaky公司聲稱，該工藝可將交貨時(shí)間和材料成本減少80%，是世界上最快的金屬3D打印工藝。

Velo3D

當(dāng)Benny Buller創(chuàng)立Velo3D時(shí)，他試圖解決他認(rèn)為限制AM采用速度的一個(gè)基本缺陷。那就是他注意到，在能夠整合該技術(shù)之前，工程師不僅要學(xué)習(xí)一個(gè)新的制造工藝，還要學(xué)習(xí)一個(gè)全新的設(shè)計(jì)工藝，即增材制造設(shè)計(jì)或更常見的DfAM。布勒決定創(chuàng)建一家公司，"讓設(shè)計(jì)為制造提供信息，而不是相反"。這是由硬件（Sapphire®）和前端及后端的軟件（Flow™和Assure™）完成的，使其更容易采用AM，同時(shí)仍然受益于其許多優(yōu)勢(shì)。

這家美國(guó)公司有三臺(tái)金屬3D打印機(jī)，Sapphire®打印機(jī)（用于小批量和&開發(fā)，315mm Ø x 400mm z），Sapphire® 1Mz打印機(jī)（用于大型部件，315mm Ø x 1000mm z）和Sapphire® XC打印機(jī)（用于大批量和生產(chǎn)規(guī)模部件，600mm Ø x 550mmz）。所有的打印機(jī)都配備了端到端的制造解決方案，使工程師甚至可以制造關(guān)鍵的零件。所有三臺(tái)機(jī)器都使用相同的軟件，運(yùn)行相同的工藝，使用相同的材料，以確保可重復(fù)的一致性。打印機(jī)使用金屬粉末床融合工藝，并配有非接觸式重涂機(jī)、每層測(cè)繪等，以確保粉末床的均勻性。除其他功能外，零件的質(zhì)量和性能當(dāng)然得益于智能融合底層制造工藝。這些打印機(jī)在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用，包括航空航天、石油和天然氣等。

△照片來源。Velo3D

Xact Metal

Xact Metal公司位于賓夕法尼亞州的州立學(xué)院，在賓夕法尼亞州立大學(xué)的創(chuàng)新園內(nèi)運(yùn)營(yíng)，它決心以最佳的價(jià)格提供高質(zhì)量金屬3D打印的優(yōu)勢(shì)，這一觀念甚至在他們的座右銘中也有體現(xiàn)——"不要被傳統(tǒng)的昂貴技術(shù)所束縛"。雖然他們的機(jī)器使用的是粉末床工藝，而粉末床工藝并不總是被稱為最實(shí)惠的金屬3D打印技術(shù)，但該公司致力于將粉末床融合的精華與創(chuàng)新的新技術(shù)相結(jié)合，以降低價(jià)格，讓更多的人可以使用。該公司也在其網(wǎng)站上表示：我們致力于支持由金屬3D打印驅(qū)動(dòng)的下一代創(chuàng)新制造解決方案，這表明他們對(duì)金屬3D打印和創(chuàng)新的承諾。目前，該制造商提供XM200G系列、XM200C和XM300C設(shè)備。這些打印機(jī)有不同的應(yīng)用，XM200G系列旨在滿足制造業(yè)和研發(fā)領(lǐng)域的高性能使用案例，而XM200C適合大學(xué)、實(shí)驗(yàn)室和中小型企業(yè)，XM300C適合需要原型設(shè)計(jì)、工具能力或小批量鑄造的應(yīng)用。所有這三種設(shè)備都使用DMLS，并被認(rèn)為能夠生產(chǎn)高度復(fù)雜、高質(zhì)量的零件。

施樂公司（Xerox）

在多數(shù)人的印象中，施樂公司（Xerox）主要是以打印機(jī)和掃描解決方案供應(yīng)商的形象出現(xiàn)在大眾的日常生活中，但你知道這家美國(guó)公司也生產(chǎn)金屬3D打印機(jī)嗎？在2020年收購(gòu)了初創(chuàng)公司VaderSystems之后，該公司于2021年推出了他們的第一臺(tái)3D打印機(jī)——ElemX。這個(gè)系統(tǒng)與許多其他系統(tǒng)有點(diǎn)不同，因?yàn)樗鼘?shí)際上使用了一種專有的液體金屬打印技術(shù)。從本質(zhì)上講，施樂公司的系統(tǒng)使用的不是許多金屬3D工藝中使用的粉末，而是將金屬線送入一個(gè)罐子，并加熱到800℃以上。一旦材料熔化，機(jī)器就會(huì)利用磁場(chǎng)投射出液滴，這與材料噴射的理念相似。該公司指出，用戶可以避免潛在的危險(xiǎn)和有毒粉末，這是使用其工藝的主要好處之一。這套打印系統(tǒng)已經(jīng)在業(yè)內(nèi)掀起了波瀾，因?yàn)樗�已被加利福尼亞州的海軍研究生院采用，以幫助開發(fā)美國(guó)海軍的3D打印應(yīng)用。

△圖片來源：Xerox

3DEO

3DEO是美國(guó)加州的智能分層金屬3D打印技術(shù)開發(fā)商，成立于2016年，是一家按需生產(chǎn)不銹鋼零件的公司。智能分層技術(shù)（Intelligent Layering®）是3DEO推出的的專利金屬3D打印技術(shù)。據(jù)稱，它可以生產(chǎn)出表面質(zhì)量?jī)?yōu)良、結(jié)構(gòu)成本低、功能精細(xì)的金屬部件。該專利工藝被集成到3DEO自家的3D打印機(jī)中，并使用金屬注射成型（MIM）粉末，降低了最終零件的成本，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了大批量的金屬快速成型制造。Intelleting Layering技術(shù)還符合行業(yè)基準(zhǔn)MPIF標(biāo)準(zhǔn)35，即金屬注射成型的標(biāo)準(zhǔn)。2018年，該公司使用其專有工藝3D打印了超過3萬(wàn)個(gè)付費(fèi)零件，分發(fā)給了包括醫(yī)療、航空航天和消費(fèi)等不同行業(yè)的客戶。隨后在2019年第一季度，3DEO宣布在獲得另外兩家生產(chǎn)客戶后，將其智能分層產(chǎn)能擴(kuò)大一倍，分別為24000件和28000件。在擴(kuò)產(chǎn)時(shí)，3DEO解釋說，這是為了滿足客戶更大的需求，公司在2018年，也就是第二個(gè)完整的運(yùn)營(yíng)年，實(shí)現(xiàn)了大幅增長(zhǎng)。

△使用智能分層技術(shù)制作的3D打印金屬零件

ADDere

總部位于威斯康星州Midwest Engineered Systems的增材制造部門ADDere于2020年5月宣布，利用其激光絲增材制造（LWAM）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了將燃燒室和噴嘴組件無縫合并為一個(gè)完全集成的產(chǎn)品。ADDere 金屬3D打印機(jī)由多個(gè)版本組成，從較小規(guī)模的便攜式系統(tǒng)（如ADDere SYSTEM I）到后來專注于零件生產(chǎn)制造的升級(jí)版本。所有配置的金屬3D打印系統(tǒng)都是基于激光線3D打印制造技術(shù)，采用熔融沉積金屬的方式工作。該公司的激光線材增材制造系統(tǒng)能夠用不銹鋼或Inconel等多種常見或特殊金屬基材料制造零件。在氬氣環(huán)境下，可以擴(kuò)展為鈦金屬制造零件，4千瓦的激光器與500安培的熱絲焊接組件相結(jié)合，為大規(guī)模的材料沉積提供了充足的能源。ADDere激光混合焊接系統(tǒng)采用了激光和焊絲電弧焊接系統(tǒng)的獨(dú)特組合，以及激光焊絲加成制造系統(tǒng)的閉環(huán)反饋工藝。與增材制造工藝類似，ADDere系統(tǒng)使用激光將焊縫鍵孔熔化到金屬中，同時(shí)使用傳統(tǒng)焊絲加熱焊絲填充焊縫。該工藝是船舶制造、壓力容器、裝甲電鍍和其他需要使用厚金屬板的領(lǐng)域，重型焊接應(yīng)用的理想選擇。ADDere混合式激光焊絲焊接工藝具有極高的可擴(kuò)展性，結(jié)合適當(dāng)?shù)臋C(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)，系統(tǒng)可以支持長(zhǎng)達(dá)40米的金屬3D打印。機(jī)器人集成也有助于確保高度的焊接重復(fù)性，由于激光加熱本身所提供的精細(xì)晶�？刂疲�這已經(jīng)是非常出色的。

AddiTec

AddiTec是3D打印企業(yè)Meltio的創(chuàng)始合作伙伴，近年來率先開發(fā)了價(jià)格合理的金屬3D打印系統(tǒng)。作為北美Meltio產(chǎn)品的主要分銷商，AddiTec在多激光金屬直接沉積技術(shù)的設(shè)計(jì)和開發(fā)方面擁有6年的歷史，在北美完成了廣泛的客戶應(yīng)用部署，并提供培訓(xùn)和客戶應(yīng)用支持。AddiTec的客戶包括知名大學(xué)、主要研究中心、技術(shù)中心、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，以及航空航天、核能、汽車、采礦和能源行業(yè)的廣泛工業(yè)客戶。AddiTec公司在激光金屬沉積方面有著深厚的經(jīng)驗(yàn)積累，早在2019年，就曾推出了一款名為μPrinter的桌面級(jí)金屬3D打印機(jī)。這款設(shè)備可以同時(shí)使用金屬粉末材料以及金屬線，金屬線使用起來更實(shí)惠，更安全。AddiTec的專利LMD-WP（激光金屬沉積線粉末）工藝是一種直接能量沉積（DED）工藝，當(dāng)金屬粉末流被噴射到零件表面時(shí)，強(qiáng)大的激光將其熔化，不斷重復(fù)的一層一層打印。在今年2月中旬，AddiTe還宣布與美國(guó)航空航天局(NASA)旗下一家聚焦先進(jìn)材料供應(yīng)業(yè)務(wù)的子公司——Amorphology合作，雙方將就利用激光金屬沉積技術(shù)共同開發(fā)定制的3D打印齒輪變速箱部件展開合作。

△μPrinter桌面級(jí)金屬3D打印機(jī)

Plus-Mfg

目前，大部分金屬打印機(jī)采用的制造工藝都是使用高能激光熔融金屬粉末，層層疊加制造出金屬物體。不過位于美國(guó)卡溫頓的Plus-Mfg卻另辟蹊徑，采用了一種新老結(jié)合的工藝。在2015年5月芝加哥舉行舉辦的自動(dòng)化大會(huì)上，Plus-Mfg便推出了他們與眾不同的研究成果 —+1000k多材料金屬3D打印機(jī)。這款機(jī)器采用的是早已成熟的電弧焊接技術(shù)，在內(nèi)部惰性氣體的保護(hù)下，能夠使用多種金屬材料以逐層疊加的方式進(jìn)行3D打印作業(yè)。這款機(jī)器構(gòu)建尺寸可以達(dá)到1200 x 900 x 600 mm，可連續(xù)監(jiān)測(cè)部分溫度，附帶有淬火槽和冷卻裝置用來加熱或冷卻部件�；�礎(chǔ)版的+1000k只帶有1個(gè)打印頭，不過如果需要，它可以再添加最多2個(gè)打印頭，以實(shí)現(xiàn)多材料打印。目前，該機(jī)型適用的金屬材料有E70鋼，300系列不銹鋼，鈦，以及6000系列的鋁，未來還可以使用銅和7000系列的鋁。

Virtual Foundry

自從2015年在Kickstarter上推出以來，Virtual Foundry的由銅和青銅制成的金屬材料FilametTM已被用于制造了各種令人驚嘆的3D打印模型。看起來這些3D打印模型都好像是由鑄造工藝制成的，而不是通過3D打印機(jī)打印的。據(jù)了解，該公司總部設(shè)在威斯康星州，客戶包括美國(guó)能源部、洛克希德馬丁公司、美國(guó)海軍和美能達(dá)公司。FilametTM設(shè)計(jì)之初，是為了滿足全金屬熱端的任何桌面FFF、FDM 3D打印機(jī)。FilametYM由金屬粉末制成，包裹在環(huán)保、可生物降解和碳中性聚合物的粘合劑中，它與塑料PLA的擠出方式相同，但是速度較慢。它允許金屬在3D打印過程中充分熔融，并無需進(jìn)行額外的調(diào)整。

使用FilametTM進(jìn)行3D打印，最終打印完成的物件效果令人滿意，并且重量較輕。雖然表面的光澤感有所欠缺，但是拋光之后的效果也是不錯(cuò)的，并且具有典型的金屬外觀。就從這一方面來說，許多材料就無法做到。隨后，將3D打印物件放入窯爐中，并添加Virtual Foundry的“神秘粉末”（該公司表示商業(yè)機(jī)密不能透露）。在高達(dá)989.2攝氏度的溫度下，在窯中的3D打印物件的粘合材料可以被去除，最終留下的是幾乎100%的金屬。事實(shí)上， FilametTM是一種新穎和便宜的材料選擇。據(jù)悉，該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在FilametTM增加新的金屬，首先選擇的可能是不銹鋼。

DM3D

總部位于密歇根州的DM3D公司致力于研究定向能量沉積領(lǐng)域尖端技術(shù)，該公司的閉環(huán)、多噴嘴DED 3D打印技術(shù)已被開發(fā)用于航空航天、國(guó)防和工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大型復(fù)雜零件的增材制造。DM3D的DED技術(shù)依靠包括40項(xiàng)專利在內(nèi)的大量知識(shí)產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)，依靠高功率激光逐個(gè)像素地熔化和沉積金屬粉末，以及閉環(huán)反饋控制，實(shí)現(xiàn)了接近凈形狀的零件生產(chǎn)。2021年4月，DM3D公司發(fā)布了一款帶有多個(gè)處理頭的DMD機(jī)器，可以打印直徑10英尺、高度10英尺的金屬零件，巨大的系統(tǒng)專為處理不易氧化的鋼和Inconel合金而設(shè)計(jì)。

據(jù)DM3D公司介紹，他們專有的直接金屬沉積（DMD）技術(shù)是一種DED類型的工藝，可使用金屬粉末和激光能源制造和再制造零件。與大多數(shù)其他金屬3D打印技術(shù)不同，DMD能夠在一次構(gòu)建中處理具有多種材料的中型到大型零件。10英尺立方體的工作范圍具有2,000磅的承重能力，并且比其他幾種金屬打印技術(shù)具有更高的制造速度。同年9月，奧本大學(xué)與NASA美國(guó)宇航局合作的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目中就使用了DM3D Technology的定向能量沉積(DED) 3D打印平臺(tái)，用以提高液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。

△由DM3DTechnologies打印的兩噸重的全尺寸RS25噴嘴襯墊

Seurat

金屬3D打印初創(chuàng)公司Seurat Technologies公司籌成立于2015年，并于今年1月份籌措了2100萬(wàn)美元，以幫助加速其專有的面積打印技術(shù)的推廣。面積3D打印誕生于在勞倫斯-利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，它基本上描述了一個(gè)過程，其中包含超過230萬(wàn)個(gè)像素的激光被用來在打印床上將金屬粉末 "微焊接 "成薄層。根據(jù)Seurat技術(shù)公司的說法，其方法是獨(dú)特的，因?yàn)樗鼘⒋蛴∷俣群头直媛?脫鉤"，使其能夠克服3D打印的速度、質(zhì)量、規(guī)模和成本間的制衡。

盡管Seurat Technologies還沒有推出這樣的商業(yè)組合，但它說其即將發(fā)布的系統(tǒng)將為用戶提供主要的速度和成本效益，特別是與傳統(tǒng)生產(chǎn)方法相比。在推出時(shí)，該機(jī)器將能夠以300美元/公斤的成本進(jìn)行3D打印，但該公司打算到2025年將這一成本降低到150美元/公斤，使其具有與鑄造同等水平的能力。在實(shí)際應(yīng)用中，該工藝據(jù)說也有各種應(yīng)用，Seurat技術(shù)公司聲稱，它現(xiàn)在已經(jīng)從世界上最大的汽車、航空航天、能源、消費(fèi)電子和工業(yè)公司獲得了七份加入其商業(yè)化計(jì)劃的意向書，因?yàn)樗�試圖首次將其專利技術(shù)推向市場(chǎng)。不過當(dāng)Seurat Technologies將其新機(jī)器推向市場(chǎng)時(shí)，它也將面臨著一些歷史悠久的高產(chǎn)量金屬3D打印公司的激烈競(jìng)爭(zhēng)。

Mantle

Mantle公司作為3D打印領(lǐng)域的一家新創(chuàng)業(yè)公司，最近才從慢慢走進(jìn)大眾視野，這一點(diǎn)要跟他們公司沒有進(jìn)行較多的的相關(guān)產(chǎn)品展覽有關(guān)。據(jù)了解，Mantle的市場(chǎng)定位是工業(yè)金屬工具，他們的整個(gè)系統(tǒng)以及推出的金屬3D打印工藝也是圍繞這個(gè)市場(chǎng)設(shè)計(jì)的。簡(jiǎn)而言之，Mantle的工藝特點(diǎn)在于是使用漿料擠出機(jī)來精確沉積金屬漿料，從而達(dá)到成坯的效果。隨后對(duì)沉積生坯進(jìn)行加熱以去除粘結(jié)劑，并將金屬顆粒燒結(jié)在一起，然后進(jìn)行數(shù)控銑削動(dòng)作以平滑表面。這樣一層一層地重復(fù)，直到物體被建造出來。

Mantle與大多數(shù)3D打印機(jī)制造商不同，他們沒有遵循從技術(shù)入手后再去尋找市場(chǎng)的模式。相反，他們首先選擇了市場(chǎng)，然后才針對(duì)性地解決技術(shù)問題。Mantleuichude TrueShape™ 工藝的基礎(chǔ)是一系列專有的可流動(dòng)金屬漿料(FMP) 材料。在液體中加入金屬顆粒，以確保打印過程中的安全性和一致性。漿料中不同的顆粒類型和尺寸可最大限度地減少燒結(jié)過程中的尺寸變化，優(yōu)化材料工藝獲得零件的最佳性能。

△技術(shù)流程總體分為三步：打印→切割→燒結(jié)。

△△Mantle 3D打印機(jī)的打印臺(tái)，圖片來自Mantle