根據3D科學谷的市場觀察，熔融長絲制造（FFF）工藝廣泛用于工業和消費應用中。這樣做的原因是操作簡單，材料種類繁多，屬于具有成本效益的系統技術，并僅需要簡單的維護。

在將材料范圍擴展到通過FFF來3D打印金屬時，生產非常靈活，允許單個零件或小批量生產。

本期，3D科學谷與谷友通過來共同領略Fraunhofer IFAM研究所在這方面的研究進展。

Fraunhofer IFAM

多材料、更經濟

FFF-經濟的金屬零件制造方式

在金屬熔融長絲制造（FFF）工藝中，要加工的材料以典型直徑為1.75 mm或2.85 mm的長絲（=線材）形式纏繞在線軸上。長絲由金屬粉末和在150°C-200°C熔化的塑料混合物組成。

在加工過程中，金屬長絲被送入所謂的打印頭中的熱噴嘴。長絲通過0.25 mm-1 mm的噴嘴孔熔化并擠出。擠出的長絲材料根據CAD建模幾何形狀沿著打印路徑沉積。一層完成后，可以降低構建平臺并應用下一層。重復此過程，直到完成零件。

根據3D科學谷的了解打印機具有1個，2個或最多4個噴嘴，因此可以并行打印多達4種不同的材料（例如組件材料，離型層，可溶支撐材料）。

打印技術后獲得的是所謂的毛坯件，由金屬粉末和塑料材料組成。再進行進一步的處理步驟中（脫脂），將塑料成分從毛坯件中除去。這之后是熱處理步驟，其中剩余的塑料材料被燒盡，零件收縮，密度提高。

Fraunhofer IFAM德累斯頓

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從材料開發到FFF制造工廠的全方位實現能力

目前，在FFF熔融長絲加工方面，根據3D科學谷的深入了解，Fraunhofer IFAM的技術進展如下：

- 所有可能的可燒結材料：純金屬（例如銅，鐵，鈦，鉬，鎢等）和金屬合金（例如不銹鋼，工具鋼，高溫合金，鎳基合金，鈦合金，銅基合金）材料…）

- 結構分辨率：0.5 mm x-y打印層，0.05 mm z打印方向

- 經濟高效的工廠技術和簡單的維護->易于啟動增材制造

- 按照打印機價位來評估，平均每1000毛坯零件制造速度為5-12cm/ h

- 實現2-1000臺以上打印機的打印機群進行高度定制的并行生產

- 取決于打印機：可以進行多達4種材料的多材料打印

- 材料利用率接近100％

- 可以在毛坯狀態下進行機械加工（例如表面處理和CNC加工）

Fraunhofer IFAM德累斯頓

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根據市場要求定制化開發服務

Fraunhofer IFAM可根據市場的應用需求，開發新的可燒結長絲材料（基于所有可燒結的純金屬或金屬合金）

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根據3D科學谷的深入了解，Fraunhofer IFAM在FFF技術方面的3D打印研究開發服務：

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- 開發與材料有關的脫脂和燒結工藝，包括原位氣相分析

- 根據客戶要求進行可行性研究，比較研究和流程優化

- 支持組件設計，設計調整和從客戶產品組合中選擇組件

- 在相應的應用案例中對整個流程鏈進行成本效益分析

- AM和PM技術綜合技術服務（Binder Jetting粘結劑噴射，3D Screen Printing 3D絲網印刷，MoldJet，FFF，MIM，3D凝膠澆鑄，LBM，EBM，LMM， Cold metal Fusion冷金屬融合）