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[新材料] 當Space X準備用不銹鋼材來建造它航向火星的太空船Starship時,不銹鋼材似乎有點重生的意味。怎麼說呢! 當先進合金可以提供既獨特又特殊的應用面,不銹鋼材如316L尤其是其中的優等生,或許還有一個更重要的理由,價格。尤其是當這個材料是用在Desktop Metal系列機台的MIM技術線材。

Desktop Metal向來致力於推動人人可負擔得起的金屬3D列印技術,發表316L不銹鋼材料也是針對辦公室環境可以使用的3D列印機來製作樣品(prototype)或是小批量生產。

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在不銹鋼分類中所謂的奧氏體不銹鋼家族中300系列不銹鋼以耐腐蝕與耐高溫著稱,316L因低碳含量更耐蝕,適合使用於嚴苛環境當中,像是包含浸泡在鹽水裡的海洋用品,食品加工環境中的腐蝕性清潔劑和製藥生產中的化學藥劑。”添加316L讓工程師可以列印出應用範圍更寬廣的產品,像是引擎部品、實驗室用品、紙漿與造紙還有醫療設備,當然還有更多像是化學與石化加工設備、廚房器具、珠寶甚至是耐低溫工具設備等等。”Desktop Metal的共同創辦人與CEO一口氣列出了許多可能的應用。

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316L材料的列印與使用已經在幾個產業中測試了可能性。其中一個是專門設計油輪的燃油噴嘴的公司Hamworthy Combustion,這個UHT Atomizer是個燃油噴霧器用來噴出霧化介質如水氣或空氣。一般來說,它會裝在HXG船用燃燒器上主要是用於LNG郵輪上的蒸汽推進鍋爐。噴霧器的主要功能是用來改進低負荷燃燒器的性能,從而使燃燒器能夠以較低的燃油量來運行,尤其是當船隻在港口演習時。316L憑藉著優異的材料特性此時顯得更為舉足輕重。比起用傳統手段製作的噴霧器,透過Desktop Metal的Studio System來列印的噴霧器不僅可以重新設計更可以獲得更佳效率的功能性表現。

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醫療器材環形夾板(ring splint)

另一個實務應用是客製化的醫療用環形夾板,目的是用來固定受傷的四肢。一般常看到的環形夾板是射出成型的塑膠零件,經過短暫的使用過後經常容易破裂。也由於是制式的量產品,手指環形夾沒辦法一一客製化來符合患者的尺寸;現在,有了3D列印來列印316L不銹鋼材質環形夾,更容易做到客製化與接單訂做,也有了更漂亮的外觀與耐用性。

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最後,Desktop Metal以展示了他們使用這個新材料來列印一個葉輪,並得以使用在相當嚴苛的環境條件裡。像是動輪葉就是幫浦(泵浦)裡需要持續運轉的重要零件,它們有著複雜的葉片設計來承受壓力與適應不同的流體;比如說316L的材料特性就很適合用於需要耐化學性(chemical resistance)的產品應用上,此外它的機械屬性能夠抗低溫、鹽水與使用在油泵上。由於葉輪的造型結構複雜,使用傳統的製造方式動輒千元美金起跳,使用studio System 316L來料來列印約只需要70美元左右。身為世界頂尖的能源與化學公司同時也是Desktop Metal早期的投資人,沙美石油公司的科技長Ahmad Khowaiter說”石油與天然氣產業一定會受惠於金屬3D列印的創新。我們非常期待利用這項創新的科技來開發下一個世代的應用,這也是快速擺脫傳統製造思維的機會。 316L現在加入了Studio System的17-4不銹鋼(俗稱630)的材料庫,隨著更多的材料開發計畫,Desktop Metal預計在2019年加入更多的新材料,包含模具金屬材料、超合金與銅。Desktop Metal的共同創辦人兼CEO Ric Fulop向我們表示,“由於有來自許多行業的創新公司使用金屬3D列印,所以如何擴大可使用的材料庫變得非常的重要。我們的材料科學團隊正在試圖突破創新,讓3D列印金屬零件盡可能的在更多的材料選項中滿足更廣泛的應用。316L材料的發表只是我們對於金屬零件設計與製作做出重要改變的一步。”

其他有關Desktop Metal的相關報導,3D列印的未來在金屬列印

Desktop Metal 官網。

 

授權中文版編譯聲明

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