導讀：根據Allied Market Research發布的一份報告，到2031年，工業增材制造市場預計將超過1000億美元，年增長率為21.9%。3D打印行業正在經歷強勁增長，惠普再次選擇押注3D打印，卻又是作為“攪局者”出現。
2022年9月12日，惠普正式宣布推出全新粘結劑噴射金屬3D打印機Metal Jet S100，并在2022年美國國際制造技術展（IMTS）上首次亮相。
Metal Jet S100全新粘結劑噴射金屬3D打印解決方案，圖片來自：惠普。
據資源庫了解，惠普于2018年首次公開其金屬粘合劑噴射成形技術(Binder Jetting)，并選擇了與GKN、Parmatech在內的多家企業合作，隨后包括施耐德電氣等初始客戶也采用了該技術。經過4年的發展，全新惠普Metal S100解決方案現已商業化，它能夠大規模生產高質量的3D金屬部件，將廣泛應用于醫療、工業、消費品和汽車等行業。
Metal Jet S100是什么？
工作原理
Metal Jet S100 3D打印機基于粘合劑噴射成形技術，采用了6個HP熱噴墨打印頭，總共配備63,360個噴嘴。該系統能夠以每秒1200點/英寸 (dpi) 的分辨率精確地放置高達每秒6.3億納克大小的粘合劑液滴，以形成高精度的打印部件。
Metal Jet S1003D 打印機及輔助設備，圖片來自：惠普。 同時，Metal Jet S100解決方案采用模塊化設計，由4個單元組成：一個管理粉末的模塊、打印機本身、一個熱處理單元，最后是一臺可以去除粉末的機器。
通過打印得到部件后，還需要一系列的后處理步驟：首先，熱處理階段，通過加熱部件所在的構建板，以完成殘余液體的蒸發包括HP塑料劑，以獲得更耐久的綠色部件。然后，有一個脫粉步驟，可以去除部分周圍的所有粉末。HP開發了一套可回收、重復使用粉末的解決方案，從而確保將浪費降至最低。最后，還需要進行燒結，以使零件具有預期的所有機械性能。
產品參數
構建體積：430x309x200毫米
打印速度：1,990cm3/hr
層厚：35 – 140微米
打印分辨率 (X,Y)：1,200dpi
打印頭系統：6 個熱噴墨打印頭（63,360個噴嘴）
設備尺寸：2975x1350x2410毫米
設備重量：851公斤
支持材料：不銹鋼316L和17-4PH
技術優勢
1，由于是逐層打印，而不是像激光那樣逐點工作，粘合劑噴射理論上可以將金屬3D打印的生產力提高十倍；
2，不需要打印支撐，這將能夠可以打印更為復雜的模型，同時還將很大程度上減少打印的人工后處理工作；
3，使用金屬粉末也比基于激光燒結3D打印中的球形粉末材料價格更低，惠普稱可將每件成本降低20%至33%；
4，使用惠普的熱噴墨打印頭提高了打印速度、零件質量，可重復性；另外惠普開發的先進乳膠化學物質為粘合劑本身帶來了顯著優勢，可以生產更堅固的綠色部件，無需脫脂，并獲得工業生產級質量。
總之，Metal Jet S100解決方案可以提供成本、質量、生產力和可靠性優勢。
典型應用
據資源庫了解，能源管理與自動化領域的專家施耐德電氣，積極踐行綠色智能制造，一直正在探索大規模金屬生產的機會，它也正是惠普Metal Jet S100解決方案的種子用戶之一。
使用HP Metal Jet生產的690V電源濾波器，圖片來自：GKN。
施耐德通過與GKN的合作，使用HP Metal Jet技術生產了NSX斷路器上使用的新過濾器，由于形狀和材料的復雜性，這是傳統工業制造能力無法實現的。
HP Metal Jet技術不僅促進了新型電源過濾器形狀的設計，可在更有限的空間內減少氣體、壓力和熱量的影響，而且還顯著提高了生產力和環境效益。據施耐德稱，新過濾器的生產時間相比于傳統制造更短，產品也得到了改進減重，緊湊度提高了20%。
Metal Jet S100有沒有勝算？
2014年10月29日，惠普宣布正式推出多射流熔融技術MJF(MultiJet Fusion)，2016年5月17日，惠普推出基于MJF技術的兩款產品，分別是HP Jet Fusion 3D 3200和HP Jet Fusion 3D 4200，強勢進駐3D打印行業。
HP的Jet Fusion 3D 3200和Jet Fusion 3D 4200 3D打印機，圖片來自：惠普。
雖然起步比較晚，但是取得的成績卻非常驚人，基于惠普的MJF技術已經累計生產了1.3億個零件，真正推動了3D打印走向批量化最終部件的生產。時隔6年，我們再回頭看這場與傳統使用選擇性激光燒結技術（SLS）設備廠商的競爭，很明顯，惠普占了上風，并推動了整個聚合物3D打印市場的顯著增長。
而這一歷史能否重演？這次，將是金屬3D打印，但很顯然壓力更大。
競爭激烈，已有三巨頭
這里只與使用金屬粉末粘合劑噴射工藝的企業做橫向對比，不與市場上常見的選擇性激光熔化(SLM)技術、直接金屬激光燒結 (DMLS) 技術、電子束熔化 (EBM) 技術做比較。
惠普直接面臨的3個主要競爭對手依次為Desktop Metal、Markforged、GE Additive。
第一個競爭對手是Desktop Metal.
Desktop Metal的P-50 3D打印機，結合了粘合劑噴射和單程噴射（SPJ）技術，圖片來自：Desktop Metal。
于2020年12月10日在紐約證券交易所上市，先是通過自己開發的桌面金屬粘合劑噴射工藝在市場上占有一席之地，隨后在2021年又收購了金屬粘合劑噴射市場領導者ExOne。幾年來，通過系列收購完成了產品整合和技術迭代，如今Desktop Metal在市場上占有重要地位。
第二個競爭對手是Markforged。
新型DMP/PRO 粘合劑噴射 3D 打印機， 照片來自：Digital Metal。
與Desktop Metal一樣，它也是通過SPAC合并上市，技術上也比較雷同。2014年Markforged率先將連續碳纖維3D打印商業化，然后在2017年推出桌面金屬擠壓工藝。就在前不久，Markforged完成了對Digital Metal的收購，正式進入金屬粘合劑噴射領域，而后者是領先的粘合劑噴射解決方案的廠家。
第三個競爭對手是GE Additive。
GE Additive的粘合劑噴射金屬3D打印機H2，圖片來自：GE。
該公司于2016 年通過收購電子束熔化（EBM）公司Arcam和選擇性激光熔化(SLM)公司Concept Laser進入金屬3D打印市場，2019年GE推出了其H2粘合劑噴射金屬3D打印機，購買者為美國制造商和發動機再制造商康明斯公司。
惠普想要脫穎而出，還需花上大力氣，不過它可以復制此前在聚合物3D打印領域的方法，這是一個顯而易見的優勢。
另外，Metal Jet 3D打印采用了惠普長達數十年的工業熱噴墨打印方面的獨特經驗，和惠普的乳膠粘合劑，這又從技術上保證了這款粘結劑噴射金屬3D打印機的優勢。
惠普把營銷和產品2個“拳頭”都揮起來，說不定真能在金屬3D打印市場繼續掀起一股增長的浪潮，就像它在聚合物市場所做的那樣。
無論結局如何，有一點可以肯定的是隨著惠普Metal Jet S100的發布，金屬3D打印已經進入了商業化的新階段，下一個終端零件批量化時代即將到來。
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