冷金属融合让3D打印钛变得容易

CADmore Metal向北美市场推出了一种全新的3D打印金属部件技术，称为冷金属聚变（CMF）。公司首席执行官约翰·卡灵顿声称，CMF生产的3D打印金属部件更坚固，制造成本更低、更快。其中包括钛合金部件，这些部件历来给3D打印机带来了麻烦。

3D打印长期以来一直使用铝、钢粉和镍合金等金属。钛部件因其卓越的强度重量比、耐腐蚀性以及适用于复杂几何形状而在航空航天和医疗领域需求旺盛，但钛金属对3D打印机也带来了挑战。

钛在高温下反应性更强，打印件冷却时容易开裂。印刷过程中吸收氢、氧或氮，也可能导致脆性变软。卡灵顿说，CMF克服了这些问题。

卡灵顿说：“我们的主要客户往往来自能源、国防和航空航天行业。一家大型国防承包商最近从传统3D打印转向CMF，因为这将节省数百万美元，并将原型制作和零件生产减少数月。”

CMF如何提升钛合金3D打印效率

CMF结合了3D打印的灵活性与新型粉末冶金工艺，为钛及多种其他金属和合金制造的零件提供强度和更高的耐用性。该工艺使用专有金属粉末和聚合物结合剂，层层熔合，形成高强度金属部件。

新的冶金工艺和改进的粉末为3D打印钛部件增加了强度和耐用性。

该过程像其他3D打印项目一样开始：一个代表目标3D物体的数字文件，指导标准工业3D打印机将金属和塑料活页夹混合的材料铺设。激光轻轻将每一层粉末熔融成一个有凝聚力的固体结构。多余的粉末会被清除以便重复使用。

CMF的不同之处在于，这一阶段产生的初始零件足够坚固，适合磨削、钻孔和铣削。然后将零件浸泡在溶剂中以溶解塑料粘合剂。接着，它们进入炉子烧掉剩余的结合剂，融合金属颗粒，并压实成致密的金属部件。随后可以进行表面处理或表面处理，如抛光和热处理。

卡灵顿说：“我们的冷金属聚变技术提供了一种至少是其他3D打印方式三倍快且更具可扩展性的工艺。每件零件的价格通常比替代金属3D打印技术低50%到60%。我们预计随着规模扩大，这些价格还会进一步下降。”

使用钛等金属粉末的3D打印使得制造复杂几何形状的零件成为可能。

CMF中使用的材料由德国公司Headmade Materials开发。Headmade拥有该3D打印原料的专利，该原料专为现有3D打印机生态系统设计。CADmore Metal是CMF所用金属粉末在北美的独家分销商。公司还可作为整个流程的系统集成商，提供印刷和烧结硬件、专用粉末、工艺专业知识、培训和技术支持。

卡灵顿说：“我们提供设计优化和与现有工作流程整合的指导，帮助客户最大化技术优势。”“如果有涡轮公司找我们用CMF生产零件，我们可以选择为他们提供服务，或者让他们内部自行生产，而我们则提供火药和支撑。”

据分析公司IDTechEx预测，全球3D打印市场现已接近50亿美元，预计到2035年将达到130亿美元，CMF的到来正合适。CADmore Metal刚刚在南卡罗来纳州哥伦比亚开设了北美首个CMF应用中心，这是一座近280平方米（3000平方英尺）的设施。Carrington表示，2026年将启用一个更大的设施，以腾出空间用于更多材料加工和设备。