3D金屬打印「平民化」 港商研發新技術方案 降入場門檻
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GS(14)@2018-03-06 03:45:20【明報專訊】3D金屬打印一向備受工業界關注。但是使用激光熔化技術的3D金屬打印機及其耗材價格高昂，一般只有航天科技、軍工、汽車、造船等重工業或高科技企業才用得起。不過，最近有港商另闢蹊徑，成功研發出一種嶄新的3D金屬打印方案，令3D金屬打印機及耗材價格顯著下降，有助3D金屬打印走向「平民化」。
天威控股有限公司主席賀良梅、天威集團研發中心總經理蘇健強表示，現時市場上主流的3D金屬打印機，乃使用「選擇性激光熔化技術」（Selective Laser Melting, SLM）。原理是不斷噴出一層金屬粉末，然後利用激光將之熔化，形成打印體。
激光熔化技術 粉末耗材成本高
這種技術的效果不差，但亦有缺點。首先是成本非常高。以SLM打印機來說，外國品牌的售價普遍高達200萬至300萬元；內地品牌也要大約93萬元。至於那些金屬粉末耗材，差不多全部需要外國進口，每公斤的售價高達1300元或以上。
其次，由於耗材是金屬粉末，清潔和維護需要非常小心處理，因為金屬粉末有爆炸或被人體吸入的風險。理論上，甚至放置SLM打印機的房間也需要使用防靜電地板。
天威AMSS技術 機價線材具優勢
有鑑於此，天威在4年前開始另闢蹊徑，研究一種嶄新的3D金屬打印解決方案，稱為AMSS（Additive Manufacturing Selective Sintering）（直譯為「增材製造選擇性燒結技術」），最近終於成功。
這個方案的特點是改用金屬線材。所以AMSS 3D金屬打印機的使用方式，和3D塑料打印機十分相似，沒有爆炸和吸入人體的風險，維護簡單。此外，AMSS 3D金屬打印機的售價大約30萬元，金屬線材每公斤售價600至700元。不論是機價還是耗材價格，都有優勢。
後處理工序較多
不過，賀良梅和蘇健強承認，這個方案打印出來的打印體還要先後放進脫脂爐和燒結爐，再經過催化脫脂和高溫燒結兩個後處理工序。因為AMSS打印機使用的金屬線材包含小部分塑料黏結劑。當AMSS打印機將線材加熱擠出、一層層堆積成形時，其實只是熔化了當中的塑料黏結劑。因此，在完成打印工序後，還需要將打印體放進大約100度至110度的脫脂爐內；在這個過程中，約99%的塑料黏結劑會氣化。最後，再將打印體放進1350度的燒結爐中，將餘下約1%的塑料黏結劑氣化，以及讓金屬粉末真正熔化結合。
至於最後製成的金屬成品，會比由AMSS打印機打印出來時稍為縮水。長度和闊度會減小19.5%，高度則減小20%（這是因地心吸力關係）。所以，用戶在打印之前，需要事先按比例放大有關尺寸。
天威計劃，在今個月內推出AMSS打印機，同時亦會推出配套的脫脂爐和燒結爐，兩個爐的售價合共約50萬港元。換言之，若一次買齊3種設備大約80萬元。這個金額與內地品牌的SLM打印機售價接近。不過，在耗材成本上則有明顯優勢。
製成品長度闊度會「縮水」兩成
蘇健強表示，用戶亦可以購買其他公司推出的脫脂爐和燒結爐，該公司可以推薦某些型號。若個別行業的廠家本身已擁有脫脂爐和燒結爐，則毋須購買。這些廠家只需向該公司查詢脫脂和燒結時的各種參數便可。又或者，用戶可以只購買AMSS打印機，將打印體交給該公司進行脫脂和燒結。
在推出初期，AMSS打印機只可以使用不鏽鋼線材。不過，天威計劃，在第二季推出模具鋼，在第三季推出氧化鋯、氧化鋁、鈦合金等其他金屬線材。屆時，用戶的AMSS打印機、脫脂爐和燒結爐全部都毋須更換。這些新線材的售價，亦全部比SLM打印機使用的同類金屬粉末低約一半。
明年第三季，該公司還會推出脫脂和燒結一體爐。後者的體積大約相當於現時的燒結爐，即是可以節省脫脂爐的空間。到2020年第一季，該公司還會推出雙噴頭的AMSS打印機，可以打印兩種金屬線材。只不過因為最後還是要經過燒結工序，兩種金屬的燒結溫度需要相近。
明報記者 薛偉傑
[企業創富]
來源:
http://www.mpfinance.com/fin/dai ... 6531&issue=20180302