去年四月份，我造訪了一家增材制造（AM）領(lǐng)域人盡皆知但又未能深入了解的公司。人們談起這家公司時(shí)的一般反應(yīng)是，“桌面金屬？在桌面上進(jìn)行金屬3D打印？當(dāng)然不是”。

這家總部位于馬薩諸塞州伯靈頓的公司憑借RAPID   TCT 2017享譽(yù)全球，目前主要專(zhuān)注于提升其辦公室適用型“工作室系統(tǒng)”的金屬原型制作創(chuàng)新能力。公司今年已將工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到“生產(chǎn)”領(lǐng)域，而這正是金屬3D打印的終極應(yīng)用領(lǐng)域。

公司CEO Ric Fulop認(rèn)為，“生產(chǎn)系統(tǒng)是一種復(fù)雜程度更高且更加成熟的系統(tǒng)。它有近五米長(zhǎng)，輸出能力相當(dāng)于100臺(tái)中型粉體熔化成形系統(tǒng)。該系統(tǒng)速度超快，零件生產(chǎn)分辨率極高，而成本卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于粉體熔化成型技術(shù)。”

生產(chǎn)系統(tǒng)的成本節(jié)約分析與早期將打印與熱處理分離的決定有關(guān)。此項(xiàng)分離使得Desktop Metal能夠有效利用更為成熟的金屬注射成形（MIM）材料。金屬注射成形材料數(shù)量極其豐富，相對(duì)于3D打印的金屬粉末，其成本可便宜80%。分離也意味著Desktop Metal可利用大量的合金，而這些合金根本無(wú)法用粉末床熔接的焊接技術(shù)打印出來(lái)。

生產(chǎn)系統(tǒng)的打印過(guò)程被稱(chēng)為“單次噴射”（SPJ），其根源可以追溯到早期的3D打印。Emanuel 教授(Ely) Sachs是Desktop Metal的聯(lián)合創(chuàng)始人，也是SPJ項(xiàng)目的重要貢獻(xiàn)者。在80年代末執(zhí)教麻省理工學(xué)院期間，他創(chuàng)造出一種核心技術(shù)，這種技術(shù)已滲透到如今3D打印的粘合劑噴射中。按照Ely的說(shuō)法，30年前選擇使用噴射頭將粘合劑噴射到粉末上才是實(shí)現(xiàn)其真正潛能的開(kāi)始。

Sachs說(shuō)，“我們之所以選用粘合劑噴射，是因?yàn)槠湓诖蛴〔牧戏矫婢哂袠O高的靈活性。我想用陶瓷和金屬取代聚合物制作功能部件和工具，但最重要的是，我看到了一條可以快速制造零部件的技術(shù)之路。事實(shí)上，大家對(duì)金屬3D打印以及噴射技術(shù)有著根本的興趣（目前根據(jù)需要用于打印書(shū)籍）這意味著我們看到了噴膠粘粉成形技術(shù)的復(fù)興。”

這些因素與MIM行業(yè)的發(fā)展相結(jié)合意味著SPJ毫無(wú)疑問(wèn)將成為金屬3D打印真正的創(chuàng)新發(fā)展核心，而《麻省理工技術(shù)評(píng)論》、《大眾科學(xué)》和著名的“愛(ài)迪生獎(jiǎng)”都對(duì)此深信不疑。

Sachs解釋說(shuō)，“單次噴射的創(chuàng)新之處從其名稱(chēng)上便可一窺究竟。粘合劑噴射的各種最新實(shí)現(xiàn)方式是對(duì)粉末床上方的打印頭進(jìn)行光柵掃描，速度極快，但各層仍需大約10秒鐘時(shí)間打印，而且你還必須添加時(shí)間來(lái)傳播圖層。首先，SPJ大幅提高了鋪粉的速度，我們正在嘗試在兩個(gè)方向上進(jìn)行一次打印，因此速率可達(dá)到技術(shù)支持的水平，并且回收打印頭時(shí)間不會(huì)造成時(shí)間浪費(fèi)。”

長(zhǎng)期以來(lái)，3D打印一直承諾通過(guò)為小型企業(yè)提供迭代并以更快速度向市場(chǎng)推出產(chǎn)品的機(jī)會(huì)來(lái)實(shí)現(xiàn)制造的大眾化。雖然這在一定程度上可能發(fā)生在塑料打印領(lǐng)域，而“生產(chǎn)系統(tǒng)”則會(huì)在金屬制造領(lǐng)域兌現(xiàn)這一承諾。