3D打印技術參考注意到，德國Headmade Materials公司開發(fā)了一種名為冷金屬熔合的工藝（ColdMetalFusion ，CMF) ，可以使用聚合物激光燒結設備3D打印鈦合金、不銹鋼、工具鋼等金屬材料。并且，這家公司已經(jīng)在EOS、華曙高科以及Formlabs等企業(yè)的SLS設備上進行了驗證。其官網(wǎng)顯示，CMF技術能夠使用戶更為經(jīng)濟高效的批量生產(chǎn)高質量金屬部件，年產(chǎn)量可高達1億件。
在主流設備品牌上進行驗證
3D打印技術參考注意到，德國領先的鈦金屬MIM技術開發(fā)商Element22，早在2021年就引入了EOS的Formiga P110 SLS系統(tǒng)。該公司在技術篩選過程偶然注意到Headmade公司的冷金屬熔合技術，并在該設備上進行了驗證。目前，該公司已將這項技術應用于眾多高端應用。
Element22采用CMF技術開發(fā)的應用
根據(jù)2024年11月的消息，Headmade正與美國俄亥俄州立大學設計與制造卓越中心 (CDME) 、美國Tinker空軍基地逆向工程和關鍵工具 (REACT) 實驗室、EOS以及America Makes之間合作，探索將CMF技術用于飛機替換零件制造。項目將研究該工藝制造的金屬材料的機械性能，證明該技術是否適用于為美國空軍延長飛機使用壽命。
2024年，3D打印技術參考注意到Headmade公司購入華曙高科SS403P設備，并成功進行了CMF技術驗證，其開發(fā)出了Ti64加工參數(shù)，實現(xiàn)了無支撐金屬部件打印。
采用華曙高科設備和CMF技術制造的TC4零件
2025年8月，Headmade宣布其用戶在Formlabs Fuse1+桌面SLS設備上成功進行了技術驗證，打印出了鈦合金葉輪。Fuse1+銷售數(shù)量超過10000臺，擁有龐大用戶群，這將為他們拓展更多應用。
使用Fuse1+打印的鈦合金葉輪
除此之外，3D打印技術參考還注意到Headmade在Nexa3D以及SINTRATEC的SLS設備商進行過驗證。但這兩家公司一家被收購，另一家則已關閉。
揭示冷金屬熔合的本質
竟涉及一段發(fā)展史
就工藝過程來說，CMF工藝使用激光燒結設備打印由聚合物包覆的金屬粉末，制造出零件胚體，經(jīng)排膠、燒結之后，形成致密零件。所以，該技術的本質與惠普公司的粘結劑噴射工藝（MBJ）一樣，都是基于燒結的金屬3D打印技術，不同之處在于打印過程及成型材料。
CMF工藝與MBJ工藝的打印過程都是要獲得零件生坯。只不過，MBJ技術使用“純金屬”粉末，通過選區(qū)噴射粘結劑使粉末顆粒結合在一起，而CMF技術使用覆膜的金屬粉末，CO?激光將粉末表面的聚合物加熱至約80℃融化后相互粘結在一起。
需要指出的是，這一過程在3D打印發(fā)展的早期就已實現(xiàn)。在上世紀90年代，用于金屬3D打印的激光器仍為CO?激光，而現(xiàn)在所用的光纖激光直至進入21世紀才發(fā)展成熟起來。由于波長長、能量密度低，當時金屬3D打印的實現(xiàn)手段之一，就是在金屬粉末表層包覆聚合物（跟覆膜砂一樣）或者混合高分子材料，之后進行打印、燒結再進行滲銅。
該路線可以制造出具有較高強度的零件，但該技術路線并沒有發(fā)展起來，主要原因之一就是滲銅之后改變了材料體系，不被應用行業(yè)所接受。而如今，所使用的材料粒度、粘結劑體系、燒結制度等均得到了改良，以及大量經(jīng)驗的積累，使?jié)B銅環(huán)節(jié)得以排除。無論是CMF工藝還是BJ工藝均可無須滲銅即可制造“純凈”的部件。
3D打印技術參考查詢到，該工藝打印完成的生坯，已經(jīng)具備較高的強度（也有可能經(jīng)過了熱固化），可以通過氣壓或水射流將零件快速清理出來。
胚體零件因具有較高強度不僅有助于清粉，并且還可以在此基礎上進行車削、銑削、鉆孔、磨削等機械加工，這將為一些硬質材料的加工帶來優(yōu)勢。生坯零件之后須在溫控溶劑中進行脫脂，該過程可去除打印件中的大部分聚合物。隨后，生坯進入燒結環(huán)節(jié)，該過程可去除殘留聚合物，金屬顆粒實現(xiàn)冶金熔合?？偟膩碚f，打印之后的環(huán)節(jié)，與惠普MBJ技術大體相同。
可無支撐打印，但收縮難以避免
冷金屬熔合與粘結劑噴射均可以實現(xiàn)金屬零件無支撐制造，理論上可以制造更為復雜的零件。但需要指出的是，后燒結過程會伴隨零件的收縮與變形，這是基于燒結的金屬3D打印技術的通病，直接導致今天未能大規(guī)模應用的局面。
然而，不得不說該技術確實為間接金屬3D打印提供了一條“新思路”。其優(yōu)勢仍然需要從成本方面考量。與直接金屬3D打印相比，此類型的技術可實現(xiàn)無支撐、批量、低成本制造。
Headmade不銹鋼和鈦金屬通過CMF制造的零件的性能超過了MIM標準
零件可羅列無支撐打印
3D打印技術參考注意到，Headmade公司公開了一些典型客戶的應用案例。如公路自行車制造商Sturdy Cycles采用CMF工藝3D打印了鈦合金的車把、底板、曲柄組和中軸連接器。
使用CMF技術3D打印的鈦合金自行車曲柄
在國際大學生方程式賽車比賽中，Headmade為德國應用科學大學贊助了一個油-氣分離器，該分離器是通過CMF技術制造的。具有優(yōu)化重量、高負載能力的鈦合金Ti6Al4V部件將提升Stallardo 21賽車的最高速度。
使用CMF技術3D打印的鈦合金油-氣分離器
德國模具公司Utilis AG利用CMF技術開發(fā)了一種由M2工具鋼制成的具有冷卻通道的切削刀具。借助集成冷卻系統(tǒng)，切削刀具的性能提高了近185%，客戶有機會將刀具壽命翻倍，或者在不增加磨損的情況下增加切削速度。集成冷卻系統(tǒng)的通道直徑非常小，只有通過3D打印技術才能實現(xiàn)，但需要在不破壞毛坯的情況下清理粉末。
CMF技術3D打印的帶有內部冷卻通道的新型切削工具
咨詢金屬3D打印機：135 2207 9385
重要啟發(fā)
基于SLS或者BJ的工藝都提供了經(jīng)濟實惠、可擴展且單位零件成本更低的3D打印工藝，具有實現(xiàn)工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的潛力。這兩種技術的所面臨的共同問題也不容忽視。
3D打印技術參考認為，SLS技術的驗證成功，其實為想探索間接金屬3D打印的用戶提供了另一種途徑。相比能夠獲得粘結劑噴射3D打印機的成本與風險，無論是現(xiàn)有的SLS設備保有量，可獲得而付出的成本（相比桌面級），SLS技術可作為一項備選方案。
