「理光」欲将粘结剂喷射金属3D打印用于铝合金散热器制造

对新型轻质材料和热交换效率的提高在很多领域都有具有极大需求，如航空航天、汽车、半导体领域等，尤其在散热器应用中，高效的换热效率有助于提高能源效率和输出功率。以粉末床熔融为代表的金属3D打印工艺为制造具有更大散热面积的复杂结构散热器带来了可能，但其生产效率和成本成为限制应用的主要障碍。

那么，号称能够实现低成本、大规模制造的粘结剂喷射金属3D打印能否为散热器的制造提供可能？

2022年11月，理光扩建了其位于英国特尔福德的客户体验中心，它将特别有利于那些考虑将金属粘结剂喷射3D打印技术用于电动汽车 (EV)、电动飞机等领域的客户，以创造新的价值，如提高电子元件（如电机和电池）的能源效率。这个致力于增材制造的客户体验中心将加速理光与制造业客户和合作伙伴的共同创造，同时帮助理光加深对客户潜在应用痛点的理解，从而提供包括3D打印机和生产工作流程在内的整体解决方案。

不使用激光，3D打印低成本制造

理光于2021年11月推出了能够打印铝合金的粘结剂喷射金属3D打印机，能够制造现有工艺无法制造的形状复杂的铝质零件，如轻量化零件、高性能热交换零件等。其目标是在其整个价值链中实现温室气体零排放，使客户能够通过使用理光的3D打印机开发高能效产品，从而为实现零碳社会做出贡献。

理光声称其3D打印技术可以批量生产铝合金部件，而铝合金因导热性好且重量轻而被广泛使用，更是制造散热器的重要材料。理光的金属3D打印技术可以生产形状更复杂的金属部件，如复杂的狭窄管道。使用铸造和切割等传统金属加工方法无法生产此类零件，而使用基于激光的3D打印则成本很高。

理光一直在开发高清工业喷墨打印头，在喷射类3D打印技术中，理光喷头的占有率非常高，能够喷射大尺寸墨滴的Gen4有非常大的应用前景，Stratasys的Polyjet技术的工业级3D打印机产品全部应用的理光喷头。通过将这些技术用于金属3D打印技术的开发，理光可以在高速的情况下可靠的生产金属零件。

克服两点困难

脱脂烧结，是粘结剂喷射金属3D打印工艺的重要步骤。对于铝质零件来说，由于粉末表面有很强的表面氧化物，因此阻碍了铝粉的烧结，这也是很长一段时间内均无法使用该工艺成型制造铝合金的原因。为了解决这个问题，理光开发了一种具有特殊配方的铝合金粉末、粘结剂以及适合这些条件的烧结方法。

理光铝合金粘结剂喷射金属3D打印烧结流程

粉末清理，也是粘结剂喷射金属3D打印工艺的重要环节。在打印完成和固化之后，零件需要从粉末中清理出来。然而，当零件的形状非常复杂时，刷子和气枪可能无法清除所有粉末。理光一直在开发一种技术，可以通过浸入溶剂中轻松去除多余的粉末。因此，理光的技术支持制造结构非常复杂的零件（如狭窄的内部通道）。

通过溶液去除管道内的粉末

理光可打印复杂的狭窄管道

理光粘结剂喷射金属3D打印的复杂结构具有散热应用潜力

理光株式会社旗下的增材制造业务中心总经理表示，许多产品存在技术问题，如散热问题或减重限制，它们无法充分发挥作用。理光希望其独特的铝合金粘结剂喷射3D打印技术将为解决客户面临的这些问题做出重大贡献。随着客户体验中心的开放，理光希望加快与客户的共同创造，为客户产品提高附加值，为零碳社会做出重大贡献。