来源：《铸造》杂志202208期
粘结剂喷射3D打印被广泛认为是批量生产最快的增材制造方法。除速度快外，粘结剂喷射是一种灵活的技术，能够对各种材料进行打印和大批量生产以及制造大尺寸铸件。
砂粘结剂喷射已在铸造厂用于制造金属铸件铸型和模具超过二十年。高端铸造市场一直受益于增材制造，这是由于采用了传统的ExOne 3D砂打印机为砂铸件创建铸型和型芯，从而缩短交付期，实现复杂、整合的几何形状，而无需使用传统的坚硬工具进行加工、存储和维修工装模具。
ExOne的最新产品S-Max Flex机器人3D打印机是一款全新的3D打印机，它是2021年末ExOne被DesktopMetal收购后从头开始设计的。S-Max Flex的推出反映了Desktop Metal的核心战略，即通过可访问的、宽幅的3D打印技术，如粘结剂喷射技术，与精选的高性能材料和目标应用集成，积极推动增材制造2.0的广泛采用。Desktop Metal的使命是希望帮助更多制造商利用增材制造2.0缩短产品上市时间，增加设计灵活性，减少浪费，同时降低供应链风险。
蒸汽回收燃料喷嘴的铸型和砂芯（左）和铸件（右）
与ExOne的S-Max机型非常相似，该新系统也是粘结剂喷射制造用于生产金属铸件的砂型和型芯。该型号的一个关键区别在于其经济性，采用效率更高的打印技术，以传统的机械人手臂（Robot Arm）进行运动控制，并利用Desktop Metal的单程喷射（Single-PassJetting, SPJ）技术打印到一个自动伸缩的、随构件而增长的作业箱中。
S-Max Flex进入了一个正在被采用的市场。虽然3D打印技术在很大程度上仍然无法满足大多数市场的需求，但许多铸造厂仍像往常一样忙于快速增加生产，以缓解供应链上的压力。铸造厂对保持灵活性和为更数字化的未来做好准备，需求从来没有如此强烈。
直接从CAD文件中打印砂型和砂芯，可使铸造厂消除传统上制作铸件模样和芯盒的高昂成本，降低长达数月的交付期。增材制造的设计自由度还允许设计师采用可靠的铸造工艺创新设计传统工艺无法实现的几何图形，实现复杂的、集成的、重量轻和性能优化的零件。
数字化生产也有助于缓解许多铸造厂面临的劳动力短缺问题。在今天的铸造厂中，需要手工装配才能将多个传统成形的砂芯粘合成最终所需形状，用于下一步铸造。这一复杂的过程需要熟练的劳动力，而熟练的劳动力越来越难找到。此外，人工装配砂芯常常由于人为错误导致更多的废品，而熔融金属浇注过程中，粘接的砂芯所产生的气体也会导致气孔，影响最终零件质量。
复杂的砂芯形状创建出铸件内部复杂的几何形状。这种蒸汽回收燃料喷嘴由密苏里州莱特城的阿尔法铸造公司生产，由于采用了增材制造，功能和价值增加。过去需要手工组装的六个单独的砂芯，现在作为一个整体砂芯在S-Max Flex上打印出来。最终的铝铸件的优点是精密的内部通道和很薄的断面，这是传统金属铸造方法无法生产的。
将一个砂芯设计为一个复杂、整合的几何图形进行3D打印，无需组装、无需人工、没有废品和复杂的操作，这种设计自由正使重复生产的和优化的铸造金属零件更接近其直接3D打印金属铸件；通过提供适用于几乎每个铸造厂、可使用的3D砂打印解决方案，Desktop Metal和ExOne的目标是用S-Max Flex为铸造市场带来广泛的效率提升。
铸造厂以外的广阔应用前景
除了铸造厂之外，S-Max Flex为增材制造带来更多的好处。事实上，这种可扩展的粘结剂喷射解决方案还具有支持多种材料打印的潜力，可用于打印一系列大尺寸物品。
S-Max系统已经用于打印树脂渗透砂以生产用于塑料热成形、复合材料叠层耐用的快速工装和牺牲工装（指用复合材料包裹3D打印的芯子，等复合材料完全固化之后再将这个芯子去除）。如今，类似的技术（指一定的形状/形式用粉末打印，然后经浸渗至经认证的强度以供外部使用的技术）目前正用于建筑修复或设计元素。Desktop Metal产品的另一个品牌Forust（福斯特）计划利用S-Max Flex的大尺寸，将传统木材废物流中的副产品升级为产品，如汽车内饰或吉他。与此同时，卡内基梅隆大学（Carnegie MellonUniversity）在研究更可持续的建筑设计中利用粘结剂喷射技术将再生粉末混凝土打印到城市家具中。
随着大幅面粘结剂喷射技术的不断发展，新的S-Max Flex机器人系统正在降低全球铸造厂进入数字铸造的门槛，同时为新材料和创新开启更多可能性，以创造更可持续的产品。