根据3D科学谷的市场观察，3D打印正在突破原型制造的应用范围，而进入到吞吐量更高的真正的规模化制造领域，这其中，Desktop Metal的的增材制造2.0战略中打造的设备、材料、应用的飞轮组合。围绕着飞轮战略组合，Desktop Metal进行了一系列的专利布局。

根据3D科学谷的市场研究，Desktop Metal至今的典型专利包括：确定三维（3D）打印中挤出物流动的方法和装置；软件定义冶金方法及系统；脱脂；锁模修复；用于三维 (3D) 打印的棒式进料器；增材制造校准反馈的系统和方法；3D打印系统中使用推动器移动构建材料棒的系统和方法\混合器；通过计算机视觉对3D 打印机进行校准；烧结炉；自适应3D 打印；使用可变构建材料进料速率的增材制造；3D打印粉床密度控制系统及方法；管理用于增材制造的粘结剂喷射中的粉末流动性；减少3D打印过程中层偏移的方法；磁流体动力金属制造的润湿控制；金属制造的磁流体动力学沉积速率控制；金属制造支撑结构的磁流体动力学形成；用于增材制造的金属气动喷射；增材制造校准反馈的全文系统和方法；浸液自动脱粉；机器人控制真空自动除粉；管理用于增材制造的粘结剂喷射中的粉末流动性；可收缩支撑结构；嵌套自动脱粉；软件定义冶金方法及系统；增材制造复合原料；可分离支撑等等。

本期谷.专栏，将选取Desktop Metal的部分典型专利进行进一步的剖析。

基于增材思维的先进设计与智能制造, 与新一代人工智能技术深度融合，形成高吞吐量、高产品质量控制能力、高产品复杂性的新一代智能制造技术，进而成为第四次工业革命的核心技术引擎。3D打印企业将围绕着高吞吐量、提高质量一致性、数字化材料与流程布局一系列的专利，从而上升为企业护城河战略。

▲ Desktop Metal P-50

材料将释放3D打印产业化空间，根据3D科学谷的了解，Desktop Metal的生产系统材料库除IN625外，还包括17-4PH不锈钢、316L不锈钢、4140低合金钢，均已通过Desktop Metal认证。该平台还支持多种客户合格材料，包括银和金，此外，Desktop Metal 还在其材料组合中添加更多金属，包括工具钢、不锈钢、高温合金、铜等。

根据3D科学谷的市场研究，围绕着增材制造2.0飞轮战略，Desktop Metal从设备、材料、后处理、流程与工艺控制等等多方面进行了专利布局。

▲ Desktop Metal增材制造2.0飞轮战略

用于软件定义冶金的方法和系统

用于用户可调节的烧结炉软件系统，包括配置为从用户接收一个或多个材料特性的用户界面、处理器和其上存储有计算机代码指令的存储器。

▲ 专利：US 11237529B2

存储器可操作地耦合到处理器，使得当由处理器执行时，计算机代码指令使系统实现与熔炉的通信以确定与熔炉相关联的一个或多个热处理过程，识别与熔炉相关联的一个或多个对象特征。

▲ 专利：US 11237529B2

基于(i)一种或多种部件特性和(ii)一种或多种材料，确定与每个热处理对应的至少一个热处理参数的热处理参数分布特性，热处理参数曲线表征一个或多个热处理的循环。

脱脂剂

▲ 专利：US 11235386B2

脱脂剂用于在增材制造系统中对3D打印的生坯部件进行脱脂。脱脂剂的配套环境包括储存室、处理室、蒸馏室、废物室和冷凝器。

▲ 专利：US 11235386B2

储存室储存用于脱胶生坯的液体溶剂。处理室使用从储存室转移的一定体积的液体溶剂来去除生坯部分。蒸馏室收集从处理室排出的溶液并从溶液中产生溶剂蒸气。冷凝器将溶剂蒸气冷凝成液体溶剂并将液体溶剂转移到储存室。废物室收集溶液的废物成分。

用于增材制造的校准反馈系统和方法

在增材制造中使用相机组件来提高打印对象的保真度。相机可以在打印时扫描 3D 打印机的构建板和对象的表面以生成图像数据。 

▲ 专利：US 11117192B2

处理图像数据以检测构建板或打印对象中的错误。打印机补偿检测到的错误，这可以包括修改打印机配置和/或修改用于打印给定对象的指令。使用更新的配置，随后的对象可以在更正的过程下被打印，以产生与原始对象模型保真度的对象。

▲ 专利：US 11117192B2

翻译结果

生产需要高一致性的产品，能够根据反馈来克服这样的挑战，以使得能够保真地产生最终产品。 

▲ 专利：US 10589467B2

反馈可以是根据与打印对象的处理之后的打印对象的至少一个特性相关联的值。 

▲ 专利：US 10589467B2

3D打印过程中减少层偏移的方法

使用 3D 打印系统打印牺牲组件，该系统包括用于散布未结合粉末以形成粉末床层的散布机构和用于将粘结剂流体喷射到未结合粉末中以形成牺牲品的打印机构零件。该系统形成了具有在铺展期间对由铺展机构施加的剪切力提供抵抗力特征的牺牲部件。

▲ 专利：US 10906249B2

该系统使用 3D 打印系统以与牺牲组件耦合的方式打印零件。与阻力相结合的耦合布置足以固定部件的每个打印层，以抵抗在未结合的粉末在部件的每个印刷层上方散布期间由散布机构施加的剪切力。在打印之后，以及在后处理之前或之后，将零件和牺牲组件分开。

▲ 专利：US 10906249B2

机器人控制真空自动除粉

自动除粉包括用于对粉末3D打印床内的一个或多个物体进行脱粉的系统包括构造成容纳粉末打印床的构造盒，以及构造成接合构造盒的脱粉子系统。 

▲ 专利：US 10500789B2

去粉子系统包括真空装置和机械臂，真空装置构造成抽出由空气喷射装置搅动的松散粉末，机械臂构造成将真空装置传送到粉末床上的一个或多个位置。 

▲ 专利：US 10500789B2

该系统还可包括设置在机械臂上的空气喷射装置，该空气喷射装置构造成用空气射流搅动粉末床内未结合的粉末。 该系统还可以包括机械搅拌仪器，该机械搅拌仪器被配置为促进粉末床内未结合的粉末的搅拌。 机械搅拌仪器可以与真空装置和喷气装置之一或两者结合使用。

通过液体浸入自动脱粉

去粉子系统可以包括浴子系统。浴子系统可以包括被配置为容纳液体并接收将被脱粉到液体中的物体的容器，以及被配置为在液体中产生电流的搅拌设备。

▲ 专利：US 10543643B2

搅拌器设备可以是：(i) 配置为使液体在储存器内循环的泵，(ii) 配置为在液体中产生对流的加热元件，和 (iii) 通过连杆驱动的搅拌器与发动机。

▲ 专利：US 10543643B2

浴子系统可以包括至少一个超声换能器，该超声换能器被配置为向储液器内的液体施加超声振动。

可分离支撑技术

通常在增材制造中通过支撑结构来扩展所制造的产品的几何特征，例如通过为悬伸结构提供底层支撑来实现更复杂的几何结构。

然而，当使用需要额外处理的支撑材料的时候（如需要额外的脱粘和烧结加工以获得最终的零部件），常规的支撑策略和技术会导致零部件加工的失败，例如支撑结构发生变形或收缩的时候会影响到零部件的结构，这时候就需要十分匹配的策略使得支撑结构不仅仅能起到加工过程中的支撑作用，还在随后的后处理中不影响零件的精度。

▲ 专利：US 10350682B2

对于Desktop Metal的设备来说，专利中提到了一种在零部件和支撑结构之间制造界面层，以便在烧结期间抑制支撑结构和相邻的零部件表面之间的结合。

根据3D科学谷的市场研究，Desktop Metal的专利布局围绕着自动化、智能化的主线，从3D打印设备到工艺控制及后处理，其核心为软件、材料、机械的跨学科技术组合。

---谷专栏---

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