Desktop Metal 是一家在3D打印领域，特别是金属3D打印领域，具有革命性意义的公司，它的核心目标是将金属3D打印从实验室、小批量生产，带入更广泛的工业制造和规模化生产。
为了实现这一目标,Desktop Metal并没有依赖单一技术，而是围绕不同的应用场景和市场需求，开发了一系列互补且具有颠覆性的技术平台。
核心技术理念：速度、成本、易用性
在深入了解具体技术之前,必须理解Desktop Metal的核心理念，它旨在解决传统金属3D打印（尤其是选择性激光熔化SLM）的三大痛点：
- 速度慢：SLM技术逐层扫描，打印一个零件可能需要几十甚至上百个小时。
- 成本高：设备、材料、后处理都非常昂贵，限制了其应用范围。
- 复杂/危险：SLM需要高功率激光，操作过程需要惰性气体保护，对操作人员要求高，粉末处理也存在安全隐患。
Desktop Metal的所有技术都围绕着“更快、更便宜、更安全、更易用”这几个关键词展开。
主要技术平台解析
Desktop Metal的技术平台可以分为三大类：粘剂喷射技术、粉末床熔融技术和材料挤出技术。
粘剂喷射技术 - 规模化生产的核心
这是Desktop Metal最具革命性的技术，也是其最初声名鹊起的原因，它借鉴了传统2D喷墨打印机的原理，但目标是制造3D金属零件。
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代表产品：Shop System™ (入门级)、Production System™ (生产级)
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工作原理：
- 铺粉：在打印平台上均匀铺上一层极薄的金属粉末（如不锈钢、工具钢、钛合金等）。
- 喷射粘剂：一个高精度的打印头（类似喷墨头）会根据零件的3D模型数据，将无毒、可燃烧的粘合剂精确地喷射到需要成型的区域。
- 层层叠加：平台下降，再次铺粉，喷射粘剂，重复此过程，直到整个“生坯”（Green Part）构建完成。
- 脱粘：将“生坯”从打印平台取出，放入一个特殊的脱粘炉中，加热以去除粘合剂，留下一个由金属粉末颗粒松散结合而成的“褐色零件”（Brown Part）。
- 烧结：将“褐色零件”放入高温烧结炉中，在高温下（远低于金属熔点）进行热处理，金属粉末颗粒会通过扩散作用相互融合，最终致密化成为高强度的金属零件。
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技术优势：
（图片来源网络，侵删）- 速度极快：铺粉和喷射粘剂的速度远快于激光扫描，打印速度比SLM快100倍，非常适合大批量、中小尺寸的零件生产。
- 成本低廉：设备本身成本远低于SLM机，且打印过程无需高功率激光源，能耗和维护成本更低。
- 安全易用：使用无毒粘合剂，无需惰性气体保护，操作过程像办公设备一样简单安全。
- 材料利用率高：未粘合的粉末可以100%回收再利用，几乎没有材料浪费。
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局限性：
- 零件尺寸受限：受铺粉仓和打印头尺寸限制，通常不适合打印非常大的零件。
- 力学性能：虽然经过烧结后零件性能优异，但理论上略逊于完全熔融的SLM零件，但对于大多数工业应用已经足够。
粉末床熔融技术 - 高精度、高复杂性零件
为了满足对更高精度、更复杂几何形状零件的需求，Desktop Metal也开发了基于激光的粉末床熔融技术，但他们对传统SLM进行了优化和革新。
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代表产品：X50™ (原名为X-Series)
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工作原理：
- 铺粉：同样是在打印平台上铺一层金属粉末。
- 激光熔化：使用双激光系统（一个主激光用于精细轮廓，一个辅助激光用于快速填充大面积区域）或单激光系统，根据模型数据精确地熔化金属粉末，层层堆积成型。
- 后处理：打印完成后，零件需要从粉末床中取出，并进行去除支撑、热处理等后处理。
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技术优势：
- 高精度和高表面质量：能够制造出具有复杂内部特征、薄壁、精细结构的零件，表面质量优于粘剂喷射技术。
- 出色的力学性能：零件是完全熔融致密的，力学性能接近甚至优于锻造材料，适用于承受高负载的场合。
- 生产效率提升：通过双激光和高速扫描技术，其打印速度也远超传统SLM设备。
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局限性：
- 成本较高：设备、材料和后处理成本依然高于粘剂喷射技术。
- 速度相对较慢：虽然比传统SLM快，但与粘剂喷射技术相比仍不在一个量级。
材料挤出技术 - 专为设计、原型和模具制造
除了直接打印金属,Desktop Metal还通过其收购的Equisolve公司，推出了材料挤出技术，这是一种更快速、更经济的间接金属3D打印方法。
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代表产品：Studio System™ 和 Studio System 2™
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工作原理 (间接金属打印)：
- 打印“模具”：使用专用的金属填充丝材（如316L不锈钢填充丝），在Desktop Metal的FDM打印机上打印出一个所需的零件形状，这个打印出来的物体被称为“牺牲模具”（Sacrificial Mold），它包含大量的粘合剂和金属粉末。
- 脱脂：将打印好的“模具”放入脱脂炉中，加热去除其中的粘合剂和有机物。
- 烧结：将脱脂后的“模具”放入高温烧结炉中，使其中的金属粉末颗粒相互扩散、致密化，最终形成致密的金属零件。“模具”本身也会收缩，最终零件被“铸造”出来。
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技术优势：
- 成本极低：设备价格非常亲民，材料成本也远低于其他金属3D打印技术。
- 操作极其简单：就像使用桌面级FDM打印机一样，无需专业培训。
- 打印速度快：FDM打印速度很快，非常适合快速迭代原型和制作小批量模具。
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局限性：
- 间接方法：多了一道脱脂和烧结的步骤，流程更长。
- 精度和表面质量：不如粉末床熔融技术。
- 力学性能：最终零件的致密度和力学性能通常低于直接熔融技术。
Desktop Metal的生态系统战略
Desktop Metal的成功不仅在于硬件，更在于其构建的完整生态系统。
- 材料：公司开发了种类丰富的专有金属粉末和打印丝材，确保了最终零件的性能和一致性。
- 软件：提供从设计到打印的全套软件解决方案，如 Studio™ (切片软件)、Live Sintering™ (实时监控烧结过程)，简化了工作流程。
- 后处理设备：提供配套的脱粘炉、烧结炉等后处理设备，实现从打印机到成品的全流程闭环。
- 收购整合：通过收购Equisolve（材料挤出）、Adaptive（砂型打印）等公司，不断丰富其技术版图，覆盖更广泛的应用场景，其 Adaptive Core™ 技术可以用来制造大型砂型铸造模具，直接服务于传统铸造行业。
技术定位与应用领域
| 技术平台 | 代表产品 | 核心优势 | 主要应用领域 |
|---|---|---|---|
| 粘剂喷射 | Shop System, Production System | 速度极快、成本极低、安全易用 | 大批量中小尺寸零件生产、功能集成、替代传统压铸/机加工 |
| 粉末床熔融 | X50 | 高精度、高复杂性、力学性能优异 | 高端制造、航空航天、医疗植入物、模具、小批量高价值零件 |
| 材料挤出 | Studio System | 设备成本低、操作简单、快速原型 | 设计验证、小批量模具制造、教育、入门级金属打印 |
Desktop Metal的技术战略是“多点开花”，为不同的制造需求提供最合适的工具：
- 用粘剂喷射去颠覆传统的大规模金属制造。
- 用粉末床熔融去满足高端复杂零件的需求。
- 用材料挤出去普及金属3D打印，让设计师和工程师都能轻松上手。
通过这种组合拳,Desktop Metal
