技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)：噴射技術(shù)比你想象的更加重要

技術(shù)本身的發(fā)展從未停止不前,，3D打印技術(shù)自身的發(fā)展正在使很多不可能成為可能。近兩年噴射技術(shù)每隔一段時(shí)日便進(jìn)入人們的視線,，推出相應(yīng)技術(shù)的無(wú)一不是明星企業(yè),，Stratasys、XJET,、惠普陸續(xù)推出了基于噴射技術(shù)的打印機(jī),，這些打印機(jī)正在解決傳統(tǒng)的打印工藝無(wú)法解決的問(wèn)題---彩色、批量以及高表面質(zhì)量,。

然而,，當(dāng)人們驚呼技術(shù)本身革命的同時(shí)，打印機(jī)與材料成本的高昂也讓人望而卻步,�,；诖耍瑖娚浼夹g(shù)自身的發(fā)展正在使這一現(xiàn)狀發(fā)生改變,。Stratasys宣布推出推出全新的用于噴射技術(shù)的3D打印材料,，使成本降低50%;惠普新推出4210系統(tǒng)，從設(shè)備結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行改進(jìn)實(shí)現(xiàn)零件批量制造,，實(shí)現(xiàn)效率進(jìn)一步提升,。而Desktop Metal將噴射技術(shù)用于金屬打印降低了成本并實(shí)現(xiàn)了批量制造，以及GE宣布推出粘結(jié)劑金屬噴射設(shè)備,，預(yù)示著噴射技術(shù)正在悄悄拓寬金屬打印領(lǐng)域,。

以上事實(shí)無(wú)一不在說(shuō)明材料噴射技術(shù)正快速挑戰(zhàn)著激光在非金屬粉末和金屬粉末材料方面的應(yīng)用，而且已經(jīng)在金屬打印領(lǐng)域獲得了突破,，成為金屬零件批量打印的重點(diǎn)技術(shù),。諸多消息顯示，材料噴射技術(shù)在3D打印行業(yè)中的地位正變得越來(lái)越重要,，越來(lái)越不可忽視,。

目前市面上的材料噴射技術(shù)分為兩類：噴射打印材料與噴射粘結(jié)劑。噴射打印材料的筆者稱為材料噴射成型技術(shù),，噴射粘結(jié)劑的統(tǒng)稱為粘結(jié)劑噴射成型技術(shù)(實(shí)際為3DP技術(shù)),，根據(jù)各家情況的不同。

從中看出,，直接噴射成型材料的極少,，只有Stratasys和XJET，而前者的核心技術(shù)Polyjet又跟XJET有莫大淵源;在3DP技術(shù)門類中，粘結(jié)劑又分為特殊膠水和樹(shù)脂粘結(jié)劑兩種,，作用都是將粉末材料粘接成型,。在過(guò)去幾年中，3DP用于砂型制作較多,，隨著人們對(duì)大尺寸砂型結(jié)構(gòu)的需求不斷增加,，以及材料科技的發(fā)展，3DP技術(shù)逐漸擠占了激光打印的市場(chǎng);而近期在金屬打印方面,，高速,、批量和低成本三個(gè)關(guān)鍵詞賺足了人氣，使人們認(rèn)識(shí)到3DP不僅僅可以用來(lái)粘接鑄造砂和尼龍粉末,，因而獲得大量投資,，粘結(jié)劑噴射技術(shù)正在成為金屬打印領(lǐng)域一顆新星!接下來(lái)主要介紹目前主流的噴射打印技術(shù)。

材料噴射成型技術(shù)

1.Polyjet技術(shù)
技術(shù)特點(diǎn)：直接噴射樹(shù)脂成型材料

技術(shù)原理：Polyjet技術(shù),，采用樹(shù)脂噴射的方式提供材料,，在需要打印的位置識(shí)別當(dāng)前層的顏色并噴射樹(shù)脂，通過(guò)光照實(shí)現(xiàn)固化,，可立即使用完全固化的模型,，無(wú)需額外進(jìn)行后續(xù)固化。

點(diǎn)評(píng)：精度,、強(qiáng)度很高,，可實(shí)現(xiàn)多材料不同位置噴射，吊打普通3DP,，但價(jià)格也很昂貴,�,？捎糜谥谱髯⑺苣＞�,、夾具、固定裝置,、教學(xué)和促銷展品,、生產(chǎn)部件等。

Polyjet技術(shù)成型原理

Polyjet打印模具

2.NPJ納米粒子噴射技術(shù)
技術(shù)特點(diǎn)：直接噴射含金屬粉末或陶瓷顆粒的油墨成型零件

技術(shù)原理：將包裹有納米金屬粉,、陶瓷粉或支撐粒子的液體裝入打印機(jī)并噴射在建造平臺(tái) 上,，通過(guò)高溫使液體蒸發(fā)留下金屬部分，最后通過(guò)低溫?zé)Y(jié)完成成型,。

點(diǎn)評(píng)：細(xì)節(jié),、表面光潔度和精度表現(xiàn)力極高，關(guān)鍵在于納米顆粒在油墨中的分散;清理和后處理會(huì)很簡(jiǎn)單;納米材料成本高昂,，只怕買得起設(shè)備用不起材料,，官方介紹的成本更低并不可信。適合用來(lái)打印鈦合金醫(yī)療器械，如膝關(guān)節(jié)植入物,，還能為汽車和航空航天領(lǐng)域生產(chǎn)鋁合金零件,。

NPJ技術(shù)原理

NPJ打印零件

粘結(jié)劑噴射技術(shù)
粘結(jié)劑噴射技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)就是突破了激光制造的尺寸限制，使尼龍,、鑄造砂型的打印尺寸達(dá)到數(shù)米,，金屬打印實(shí)現(xiàn)了批量和低成本，因此成為各種風(fēng)投的新寵兒,。

1.用于陶瓷,、鑄造砂打印
技術(shù)特點(diǎn)：通過(guò)向粉層零件橫截面噴射粘結(jié)劑來(lái)粘接零件。

技術(shù)原理：打印頭通過(guò)移動(dòng),，在零件橫截面噴射膠水(噴頭直徑通常在80μm)來(lái)制造零件,，一層打印完畢之后，零件降低一個(gè)層厚重新鋪粉再噴射膠水,，重復(fù)該過(guò)程直到零件制作完畢,。根據(jù)材料不同，選擇是否需要后續(xù)燒結(jié),。

點(diǎn)評(píng)：將砂型打印拓寬數(shù)倍,，速度得以提升，成本降低,。

惠普粘結(jié)劑噴射成型

2.用于金屬粉末打印
技術(shù)特點(diǎn)：打印過(guò)程近似冷成型,。

技術(shù)原理：通過(guò)一層層噴射粘結(jié)劑實(shí)現(xiàn)零件成型，后通過(guò)高溫?zé)Y(jié)將零件制作完成,。

點(diǎn)評(píng)：可批量,、低成本、高速度打印,，零件需要的支撐較少,，材料成型存在收縮。

Desktop粘結(jié)劑噴射成型

總結(jié)
材料噴射技術(shù)相比粘結(jié)劑噴射技術(shù)要困難的多,，尤其是XJET的納米粒子噴射技術(shù),。材料成本仍然是限制技術(shù)發(fā)展的重要問(wèn)題，相對(duì)于Polyjet已得到相對(duì)廣泛的應(yīng)用,，XJET的商用化還須拭目以待,。

粘結(jié)劑噴射技術(shù)在金屬打印領(lǐng)域的應(yīng)用，這大大超過(guò)了XJET納米粒子噴射技術(shù)的風(fēng)頭,。在粘接金屬之前,，XJET曾被認(rèn)為是未來(lái)之星，但技術(shù)的革新速度讓人感嘆,。同時(shí)粘結(jié)劑噴射用于金屬打印,，相對(duì)粉末激光成型來(lái)說(shuō)也有諸多優(yōu)勢(shì)，前者往往不許添加支撐，可以打印SLM不能打印的更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu),，以及SLM難以成型的材料,。但一種技術(shù)是很難完全替代另一種技術(shù)的，粘結(jié)劑噴射金屬成型后續(xù)需要燒結(jié),，而且涉及材料收縮問(wèn)題,，在一次制造高精度小型零件方面存在弊端，在制造大型零件方面比不上Lens,，甚至在表面光潔度方面也比不上XJET,。總之,，每種技術(shù)各有所長(zhǎng),，很難出現(xiàn)一枝獨(dú)秀的局面。

但無(wú)論怎樣,，噴射技術(shù)正在越來(lái)越得到人們的關(guān)注,，3D打印技術(shù)本身的突破使其改變制造業(yè)成為可能。

來(lái)源：3D打印技術(shù)參考
延伸閱讀：
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