一個(gè)十幾歲的發(fā)明家想要為他正在開展的一個(gè)項(xiàng)目創(chuàng)建一個(gè)原型的想法已經(jīng)發(fā)展成為開發(fā)一個(gè)3D打印機(jī)，可以打印熔融金屬對(duì)象，并有轉(zhuǎn)換制造的潛力。五年前，19歲的Zachary Vader的目標(biāo)是利用金屬3D打印機(jī)創(chuàng)建一個(gè)燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)。據(jù)悉，Zachary當(dāng)時(shí)是布法羅大學(xué)(UB)的學(xué)生。當(dāng)他意識(shí)到金屬3D打印不是項(xiàng)目的可行性選擇時(shí)，他決定做一些事情，在他父親Scott(一名機(jī)械工程師)的幫助下發(fā)明自己的金屬打印機(jī)。

“我們調(diào)查了不同的方法，尋找使用最低成本投入材料的過程，并允許快速沉積率，”Scott Vader告訴小編道。“直接噴射過程是最具吸引力的。”Zachary的發(fā)明突破了他的想法，他認(rèn)為將熔融金屬暴露在一個(gè)帶有脈沖磁場(chǎng)的狹窄腔室中的時(shí)候，瞬態(tài)場(chǎng)引發(fā)與噴射液滴的金屬的壓力，這是使液體金屬液滴從噴嘴噴射的關(guān)鍵。

現(xiàn)在，Vader系統(tǒng)公司正在生產(chǎn)和營銷Zachary發(fā)明的機(jī)器，年輕的Vader擔(dān)任公司的CTO，Scott Vader是CEO，而Zachary的母親Pat Roche是公司管理者。根據(jù)布法羅大學(xué)工程師提供的數(shù)據(jù)，機(jī)器代表了在金屬3D打印對(duì)象的能力的一個(gè)重大飛躍。雖然存在其他金屬打印機(jī)，但大多數(shù)使用激光或電子束熔化金屬進(jìn)行制造部件。這個(gè)過程是有缺陷的，因?yàn)橐恍┓勰╊w粒不會(huì)熔化，這足以使不見產(chǎn)生弱點(diǎn)。

在稱為Mk1的Vader系統(tǒng)機(jī)器中，電脈沖磁場(chǎng)在噴射室中滲透液體金屬，并產(chǎn)生與磁場(chǎng)相互作用的循環(huán)電流，以產(chǎn)生將液滴擠出噴射器噴嘴的壓力。“我們把這種技術(shù)稱之為‘MagnetoJet’(專利申請(qǐng)中)，”Scott Vader解釋道。“金屬絲被送入加熱室，在那里它將熔化。這種熔融介質(zhì)會(huì)從由電磁驅(qū)動(dòng)的噴嘴擠出。該工藝模擬按需噴墨技術(shù)，并且是基于磁流體力學(xué)的原理或操縱使用磁場(chǎng)的導(dǎo)電流體。

UB的化學(xué)和生物工程與電氣工程部門的教授Edward Furlani說：“這是一種變革性的技術(shù)，并且是非常令人興奮的跨學(xué)科工程。我認(rèn)為其應(yīng)用基礎(chǔ)將在可預(yù)見的未來繼續(xù)擴(kuò)大。”“零件可以非常快速地生產(chǎn)，不僅僅是沉積速率，還包括總循環(huán)時(shí)間，”Vader解釋說。“我們當(dāng)前的系統(tǒng)可以打印一個(gè)一英寸的堅(jiān)固圓柱體，并且可以在三分鐘內(nèi)完成。材料成本也遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)，整體機(jī)器成本也較低。這些都增加了可訪問性。打印后沒有脫粉，這意味著封閉的空間是可能的。所有這些因素都大大改變了制造商的商業(yè)案例，允許金屬3D打印用于比現(xiàn)有的粉末床技術(shù)制造更多的產(chǎn)品。”

Vaders已經(jīng)與UB工程師和學(xué)生保持密切合作。當(dāng)他和Zachary在他們家的地下室里完成發(fā)明后，Scott Vader就開始與大學(xué)解除。現(xiàn)在公司有三名教師顧問，并獲得了UB工業(yè)效率中心、先進(jìn)生物醫(yī)學(xué)和生物工程技術(shù)中心的資助，以及通過UB進(jìn)一步開發(fā)和推廣其技術(shù)的國家電網(wǎng)撥款。

Vader說，Vader系統(tǒng)公司還根據(jù)其與UB的合作聘用了多名工程師。目前，該公司正在尋求更多的員工，擬在靠近布法羅的Getzville建立生產(chǎn)設(shè)施和商業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施。“此外，我們正在建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，并與早期客戶合作，提供我們的第一個(gè)系統(tǒng)，”他說。”今年，公司計(jì)劃提供Mk1的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，可以打印鋁，沉積率高達(dá)1磅/小時(shí)”Vader說。

在2018年，Vader Systems公司希望為具有相同沉積速率的短期和特殊生產(chǎn)項(xiàng)目的制造商發(fā)布穩(wěn)定版本的Mk1，同時(shí)還能夠打印青銅和銅等金屬。“同時(shí)，該公司還計(jì)劃開發(fā)和發(fā)布多噴嘴版本Mk2，將沉積率提高到每小時(shí)30磅，并將其擴(kuò)展到國際市場(chǎng)，”Vader補(bǔ)充說。