導語：金屬3D打印后處理之痛
金屬3D打印后處理，可能是所有從業者心中最想優化解決的環節。
打印完的零件看起來粗糙不堪，支撐結構頑固難除，內部通道清理起來更是讓人抓狂。
而這個痛點，從行業開始到現在，都沒有特別好的方法來徹底解決。

傳統工藝仿佛在說：
"要么接受我的瑕疵，要么投入巨大人力成本來打磨我"。

而在2020年前后，一項名為Hirtisation的技術曾被業內人士寄予厚望，這項來自奧地利的技術聲稱能徹底改變這一現狀。

完全自動化，無需機械加工，同時能清除支撐結構、粉末殘留，還能實現表面光順。

然而幾年過去了，即便經歷了被RENA Technologies收購的過程，我們似乎很少聽到這項技術的后續發展。

究竟Hirtisation技術是真正的遺珠之憾，還是有其難以克服的硬傷？

AM易道帶你揭開這項金屬后處理技術背后的真相。

化學+電化學+流體，金屬表面的絲滑處理
先看AM易道剪輯的RENA的視頻：

與傳統機械打磨不同，Hirtisation技術采用了完全不同的思路—通過電化學脈沖方法、流體動力學流動和粒子輔助化學移除的組合來處理金屬表面。

RENA Technologies官方網站對這項技術的描述非常明確：

"這種工業化和全自動化的化學-電化學Hirtisation工藝能夠從3D打印金屬零件中去除支撐結構、粉末餅和部分熔化的顆粒，并提供表面的平整和清潔。"

該工藝專為3D打印金屬零件的后處理而開發，特別適用于所有常見金屬和合金以及增材制造中使用的所有類型的打印技術（LBM、EBM等）。

AM易道引用瑞典RISE應用制造中心的設備介紹進一步證實：

"Hirtisation是一種完全自動化的三步流程，用于改善表面質量并自動移除打印后的支撐結構。"

更重要的是，該中心指出，這項技術特別適合處理那些"傳統上耗時且難以實現，在許多情況下不可重復的內部和共形通道"的清理工作。

根據公開信息總結來看：

在第一階段，系統運用電化學脈沖和流體動力學原理開始發揮作用，不僅去除附著的粉末餅和支撐結構，還將初始粗糙度從Ra 100μm顯著降至約Ra 10μm，特別是對那些機械工具難以觸及的內部通道和復雜幾何形狀尤為有效。

隨后，第二階段更加精細地雕琢金屬表面，通過更精確的電化學處理與粒子輔助化學移除技術，進一步將粗糙度降至約Ra 2μm，達到滿足大多數工業應用標準的表面光潔度。

對于沒有支撐結構的簡單零件，有時甚至可以直接從這一步開始，體現了該技術的靈活性。

對于追求極致光潔度的高端應用，可選的第三階段則是錦上添花，采用更精密的電化學表面處理方案，創造出Ra 0.5μm以下的效果。

技術產品化

RENA Technologies在收購Hirtenberger工程表面公司后，推出了H系列設備，其中H3000是一款面向小規模生產的入門級設備。

3DPrint的報道表明，H3000是為打印服務等企業設計的，提供小規模零件生產支持。

它可以處理尺寸達300x300x100mm的零件，一臺機器可以處理多達三臺3D打印機的零件輸出。

據報道，它還可以針對各種應用進行調整，例如用于醫療行業的超聲波清潔。

從外媒報道總結來看，H3000可以接受最大300x300x100mm，重量不超過9kg的零件。

同時，整個處理過程據說在10到180分鐘內完成，取決于零件的大小和性質。

RENA的產品線還包括更大型的H6000，據外媒介紹，該設備提供500x500x350mm的更大零件窗口，并支持金屬3D打印零件的完全自動化工業規模精加工。

H6000一次可以處理多達兩種材料，以及3-5臺3D打印機的零件輸入。

其進一步透露了更大型號H12000的野心：

該設備"已經為大型制造企業開發，可以處理四種不同的材料，并一次性完成多達25臺3D打印機的輸出。"

表面粗糙度下降至Ra 0.5微米：數據背后的影響力

在3D打印后處理領域，表面粗糙度是評判技術水平的關鍵指標。

產品介紹指出，Hirtisation工藝能將表面粗糙度降至Ra 0.5微米以下。

3DPrint編輯確認："最終拋光步驟可以使零件達到難以置信的0.5微米Ra。展示的樣品零件光彩奪目。它們是我們見過的最好看的金屬零件之一。"

Fintek公司（RENA在英國的代理商）對這項技術的評價極高：

"實現增材制造金屬零件的商業可行表面光潔度一直阻礙了該技術在許多應用中的實施。Hirtisation工藝消除了這一障礙。"

使用的化學物質和技術細節

根據報道，Hirtisation系統使用了"一些超高攻擊性酸"(hyper aggressive acids)，但系統能夠控制這些材料和廢物。

但AM易道查閱相關資料并沒有在公開資料中指明使用的是哪些酸或其他化學物質。

有一個AM易道查閱的相關案例可供參考：

在ASU的一項研究中，研究人員使用硝酸和氣泡氧氣的混合物進行電化學蝕刻，能夠選擇性地溶解碳鋼而不影響不銹鋼。

這表明Hirtisation可能也采用了類似的選擇性蝕刻原理，但使用了特定于各種金屬的專有化學配方。

RISE應用制造中心提到"工藝介質的設計方式針對每種材料等級進行了優化"，這表明Hirtisation使用的處理介質是材料特定的，為不同金屬和合金定制。

完全自動化？打破3D打印工作流程的瓶頸

后處理是通常對增材制造的普遍看法中被忽視的部分，在3D打印的魅力概念中被抹去了。
但AM易道認為，這并不是可以忽視的事情，如果沒有自動化和加速后處理的方法，增材制造本身將很難發展成為大規模工業技術。

RENA官網介紹："有了H系列工業精加工模塊，不再需要任何容易出錯的手動后處理步驟。這種完全自動化的解決方案無縫集成到增材制造的工藝鏈中。"

不論本文的方案技術是否可靠且具備經濟性，后處理自動化是不可忽視的話題。

市場反應平淡？

盡管技術優勢明顯，但自公開信息來看，Hirtisation似乎未能在市場上激起足夠大的波瀾。

AM易道認為，這可能源于以下幾個方面：

1. 高腐蝕性化學品使用的爭議

AM易道從前文提到的資料推測，該系統使用一些強酸。

技術背后可能存在的環境和安全隱患。

雖然RENA Technologies強調其處理介質"是材料特定的，保證溫和的表面處理"。

但我們都知道，工業規模使用強酸進行表面處理不可避免地會帶來安全、處理和環保方面的挑戰。

另外腐蝕對于復雜的不同特征的3D打印結構的速率控制可能也是難點。

2. 投資成本與ROI平衡問題

雖然公開資料中未明確提及價格，但考慮到其技術復雜性和自動化程度，H系列設備的投資成本以及消耗性化學品很可能不菲。

3. 處理材料的局限性

Fabbaloo的報道指出了一個重要限制：

"目前，H3000只能處理鈦零件，但該公司正在快速開發鋁、不銹鋼和鎳基合金的選項。"

雖然RENA Technologies在后來的資料中表示其工藝"適用于所有常見的金屬和合金"，但在推出初期的材料限制可能影響了市場接受度。

Hirtisation技術的最新進展

近日，AM易道獲悉，奧地利FOTEC研究機構對這項電化學輔助后處理方法進行了深入研發，特別針對Ti6Al4V鈦合金和316L不銹鋼等常用材料制定了定向處理策略。

他們通過精調PBF-LB（激光粉末床熔融）工藝參數，實現了僅180-550μm的微小加工余量，大幅提高了材料利用效率；

同時，還將表面粗糙度控制在≤5μm的水平，為增材制造組件的精確功能化鋪平了道路。

更令人矚目的是，FOTEC系統研究了不同PBF工藝參數、構建方向和中間處理對最終表面特性的影響，尤其關注其與噴砂、熱處理和CNC輪廓磨削等工藝的協同效應，建立了一個全面的表面處理矩陣，為增材制造與減材制造工藝步驟的精準組合與優化提供了堅實基礎。

這些公開信息的表述AM易道認為有幾個點需要注意，一個是此方法需要給零件加余量，但化學腐蝕對于不同結構特征的腐蝕速率尚不了解能否精確控制。

另外根據FOTEC的表述，最終的粗糙度并沒有達到技術宣稱的0.5的水平，尚不確定是否工藝步驟有所省略。

AM易道后記：市場能否買單？

從技術角度看，雖然化學腐蝕和化學表面處理由來已久，但Hirtisation無疑具有創新性，它嘗試用化學和電化學方法解決機械加工難以應對的復雜幾何形狀后處理問題。

尤其是在內部通道和復雜幾何形狀的處理上，從視頻來看，這種方法顯示出優勢。

如果能夠更有效地后處理極其復雜的金屬組件，將促進3D打印的進一步工業化。

然而，任何技術的市場成功不僅取決于技術本身的先進性，還受限于整個行業生態、用戶習慣和經濟可行性等因素的綜合影響。

在金屬3D打印實現真正規模化生產的前夜階段，投入大量資金購買專用后處理設備的ROI可能難以令企業滿意。

同時，化學物質處理雖然比物理方法優雅不少，但其環保挑戰和安全風險也不容忽視。

或許，隨著金屬3D打印向更大規模生產邁進，當后處理真正成為限制產能的瓶頸時，Hirtisation這類技術才能找到其最佳應用場景。

在此之前，它可能仍將是那顆等待合適土壤的種子。

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