Fraunhofer通过熔融长丝加工（FFF）进行金属3D打印

据观察，熔融长丝制造（FFF）工艺广泛用于工业和消费应用中。这样做的原因是操作简单，材料种类繁多，属于具有成本效益的系统技术，并仅需要简单的维护。

在将材料范围扩展到通过FFF来3D打印金属时，生产非常灵活，允许单个零件或小批量生产。

多材料、更经济

 FFF-经济的金属零件制造方式

在金属熔融长丝制造（FFF）工艺中，要加工的材料以典型直径为1.75 mm或2.85 mm的长丝（=线材）形式缠绕在线轴上。长丝由金属粉末和在150°C-200°C熔化的塑料混合物组成。

在加工过程中，金属长丝被送入所谓的打印头中的热喷嘴。长丝通过0.25 mm-1 mm的喷嘴孔熔化并挤出。挤出的长丝材料根据CAD建模几何形状沿着打印路径沉积。一层完成后，可以降低构建平台并应用下一层。重复此过程，直到完成零件。

据了解打印机具有1个，2个或最多4个喷嘴，因此可以并行打印多达4种不同的材料（例如组件材料，离型层，可溶支撑材料）。

打印技术后获得的是所谓的毛坯件，由金属粉末和塑料材料组成。再进行进一步的处理步骤中（脱脂），将塑料成分从毛坯件中除去。这之后是热处理步骤，其中剩余的塑料材料被烧尽，零件收缩，密度提高。

 从材料开发到FFF制造工厂的全方位实现能力

目前，在FFF熔融长丝加工方面，据了解，Fraunhofer IFAM的技术进展如下：

- 所有可能的可烧结材料：纯金属（例如铜，铁，钛，钼，钨等）和金属合金（例如不锈钢，工具钢，高温合金，镍基合金，钛合金，铜基合金）材料…）

- 结构分辨率：0.5 mm x-y打印层，0.05 mm z打印方向

- 经济高效的工厂技术和简单的维护->易于启动增材制造

- 按照打印机价位来评估，平均每1000€毛坯零件制造速度为5-12cm³/ h

- 实现2-1000台以上打印机的打印机群进行高度定制的并行生产

- 取决于打印机：可以进行多达4种材料的多材料打印

- 材料利用率接近100％

- 可以在毛坯状态下进行机械加工（例如表面处理和CNC加工）

根据市场要求定制化开发服务

Fraunhofer IFAM可根据市场的应用需求，开发新的可烧结长丝材料（基于所有可烧结的纯金属或金属合金）

据了解，Fraunhofer IFAM在FFF技术方面的3D打印研究开发服务：

- 开发与材料有关的脱脂和烧结工艺，包括原位气相分析

- 根据客户要求进行可行性研究，比较研究和流程优化

- 支持组件设计，设计调整和从客户产品组合中选择组件

- 在相应的应用案例中对整个流程链进行成本效益分析

- AM和PM技术综合技术服务（Binder Jetting粘结剂喷射，3D Screen Printing 3D丝网印刷，MoldJet，FFF，MIM，3D凝胶浇铸，LBM，EBM，LMM， Cold Metal Fusion冷金属融合）

 制造与创新相互耦合

《德国的七个秘密》一书指出Fraunhofer使得制造与创新相互耦合，而美国没有可以匹敌弗劳恩霍夫的机构。弗劳恩霍夫研究所侧重应用研究，目标是提供有商业价值的解决方案，在基础研究与商业化之间架设了一座桥梁。