超大型金属3D打印的成本已如此低廉?12米长钢桥、6米大屏风··

曾磊

南极熊导读：12米长钢桥、6米大屏风······这些普通生活中的物件，居然都已经被使用电弧金属3D打印技术制造出来了。可能很多熊友都会好奇：金属3D打印成本已经如此低廉了吗？这会不会是杀鸡用牛刀、大炮打蚊子啊？


2019年12月11日，南极熊从外媒获悉，总部位于阿姆斯特丹的机器人增材制造（RAM）技术开发商MX3D，近日开发出了3D打印结构钢连接器。MX3D重新构想标准建筑结构的内部结构，这个连接器是MX3D在其3D打印桥梁项目之后，在建筑领域中新探索的3D打印应用示例。

MX3D的研发负责人Filippo Gilardi说：“在MX3D打印桥梁项目后，我们引起了建筑公司的极大兴趣。我们与Takenaka一起构建了这种连接器，以展示如何利用电弧增材制造（WAAM）技术进行工业化生产，创建用于复杂结构的独特连接器。”










MX3D成立于2015年，利用金属3D打印和智能RAM技术为新兴和高影响力行业提供3D的打印的零件和结构。作为其最新的业务，MX3D专注于将3D打印组件应用于建筑工程。

Takenaka工程师将钢结构连接器设计成空心结构，其中填充混凝土，这被称为混凝土填充钢管（CFST），它可以延迟或防止钢的局部弯曲。

连接器充满约2.5升的砂浆后重40kg，最大可达45kg。该结构使用双相不锈钢（一种具有良好机械性能和出色耐腐蚀性的合金）进行3D打印。Takenaka项目负责人Takuya Kinoshita表示：“这种创新的制造技术实现无缝连接，明显缩短了交货时间，推进了设计的界限，并最终为创造更多出色的建筑空间做出了贡献。”










3D打印的结构钢连接器


结合MX3D公司的MetalXL软件，他们的WAAM 3D打印机可以生产大型且复杂的金属物体。


2018年，该公司开发了12米长的3D打印钢桥，现在已在阿姆斯特丹的Oudezijds Achterburgwal运河上建造。MX3D还与剑桥智能基础设施和建筑中心（CSIC），伦敦帝国学院和艾伦·图灵学院确认了第二个数字桥梁建设项目。











△MX3D采用电弧增材制造（WAAM）技术3D打印的自行车架

MX3D的使命很明确：将3D金属打印的优点应用到新兴的，具有高影响力的行业。通过与全球工业合作伙伴的紧密合作，MX3D的软件工程师创建了智能，强大且易于使用的机器人增材制造技术，使用户能够3D打印金属中的大型物体。MX3D的生产过程中使用了机械臂和WAAM 3D打印机以及其软件来生产大型复杂的金属物体。

从2014年开始，MX3D就开始为各种工业，海运和创意客户提供按需制造服务。MX3D拥有8台机器人3D打印机，具有强大的生产能力，其经验丰富的生产团队可按时并在预算内完成具有挑战性的项目。

Metal XL软件

MX3D于2019年11月发布Metal XL软件的第一个版本。

MX3D“Metal XL”软件将机器人电弧电弧增材制造工作流程中的所有步骤链接在一起。用户现在可以在一个软件环境中输入文件，校准所需材料，确定可打印性，自动生成工具路径，打印和记录所有相关数据。

MX3D的3D打印项目

3D打印雕塑作品











3D打印自行车













3D打印的室外酒吧
















3D打印的蝴蝶屏风













3D打印的龙凳








3D打印的桥

南极熊现场探究

2019年11月19日，目前全球规模最大的3D打印专业展会FORMNEXT在德国法兰克福举行，全球超800家3D打印厂商参展，中国展商超70家。为了满足中国数十万熊友对全球3D打印发展最新情况的了解，南极熊作为FORMNEXT2019中国战略合作专业媒体，在展会现场进行报道。

南极熊在现场看到超2米的大型金属3D打印件，来自荷兰阿姆斯特丹的MX3D公司。它使用的是WAAM电弧熔丝3D打印技术（WireArcAdditiveManufacture，WAAM）。一般情况下，WAAM是一种利用逐层熔覆原理，采用熔化极惰性气体保护焊接（MIG）、钨极惰性气体保护焊接（TIG）以及等离子体焊接电源（PA）等焊机产生的电弧为热源，熔化金属丝材，在程序的控制下，根据三维数字模型由线-面-体逐渐成形出金属零件的先进数字化制造技术。它不仅具有沉积效率高；丝材利用率高；整体制造周期短、成本低；对零件尺寸限制少；易于修复零件等优点，还具有原位复合制造以及成形大尺寸零件的能力。


但是，MX3D对WAAM技术进行了大量改进，其产品理念是要将3D金属打印技术用于全新的行业，制造可靠的机器，适合在室外进行现场施工和重型工业使用。


MX3D大尺寸电弧熔丝金属3D打印机的特点有：

• 支持打印异形件：通过使用具有（至少）6轴自由度的工业机器人，可以打印出比传统3轴龙门系统复杂得多的形状。
  
• 室外环境作业：因为有这么多的自由轴，所以可以通过在打印过程中简单地移动机器人，来打印比机器人本身范围更大的零件。称此为“外框打印”。
  
• 减少材料消耗并减少浪费：形状自由度的提高导致可以打印针对重量和强度进行优化的形状。这样可以大大减少材料的使用。
  
• 降低成本：WAAM打印单元的成本约为SLM粉床打印机的1/5。此外，基础材料的成本降低了约10倍（不锈钢丝5欧元/ kg，而SLM不锈钢粉需要50欧元），对于大型打印金属制品，WAAM将是非常合适的技术工艺。
  
• 速度：模型打印时间非常短（大多数情况下少于一小时），每小时沉积率超过2公斤，增加产能并大大减少交货时间。
  
  

△现场展示的大型金属打印件

据南极熊了解，为了方便对外提供大型金属3D打印服务，MX3D已经上线了一个服务系统，用户只需要提交打印模型，就可以得到大尺寸的金属3D打印零件。


就是万万没想到，大型金属3D打印的价格，已经如此低廉！


补充：要想实现大型的金属3D打印零件，除了SLM铺粉激光技术，更有激光/电弧送粉等技术。为了展示当今大尺寸金属3D打印的技术水平，南极熊特别整理了80个大尺寸金属3D打印样件案例，整理成视频，以飨熊友：

△南极熊实拍视频：80个大型金属3D打印应用案例

来源：http://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1576123205&ver=2029&signature=RXNwEDkUwhCi2QFpApqOEmDIEajbfVnVPmfryHbq0eGtM52rMsfbnCmkvFoYPxhqt2gtB4mXbbJh-mz0nYraoRTpHfbv3jyM-6Mxfkyz2CzbL2tFiXE*QimClZIJujAK&new=1
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