噴射技術(shù)：材料噴射與粘結(jié)劑噴射的特點(diǎn)

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)的打印工藝無法解決的問題—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�,；�于��,，噴射技術(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,。

以上事實(shí)無一不在說明材料噴射技術(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越重要,，越來越不可忽視,。筆者因此對噴射技術(shù)單獨(dú)做一期內(nèi)容。

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)），直接噴射成型材料的極少,，有Stratasys和XJET等,，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脂粘結(jié)劑兩種,，作用都是將粉末材料粘接成型,。在過去幾年中，3DP用于砂型制作較多,，隨著人們對大尺寸砂型結(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,；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)識到3DP不僅僅可以用來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,。

材料噴射成型技術(shù)
1.Polyjet技術(shù)
技術(shù)特點(diǎn)：直接噴射樹脂成型材料
技術(shù)原理：Polyjet技術(shù),，采用樹脂噴射的方式提供材料，在需要打印的位置識別當(dāng)前層的顏色并噴射樹脂,，通過光照實(shí)現(xiàn)固化,，可立即使用完全固化的模型，無需額外進(jìn)行后續(xù)固化,。
點(diǎn)評：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。

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   上,，通過高溫使液體蒸發(fā)留下金屬部分，最后通過低溫?zé)�結(jié)完成成型,。
點(diǎn)評：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,；清理和后處理會很簡單,；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,。

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)：通過向粉層零件橫截面噴射粘結(jié)劑來粘接零件。
技術(shù)原理：打印頭通過移動,，在零件橫截面噴射膠水（噴頭直徑通常在80μm）來制造零件,，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：將砂型打印拓寬數(shù)倍,，速度得以提升，成本降低,。

2.用于金屬粉末打印
技術(shù)特點(diǎn)：打印過程近似冷成型,。
技術(shù)原理：通過一層層噴射粘結(jié)劑實(shí)現(xiàn)零件成型，后通過高溫?zé)�結(jié)將零件制作完成,。
點(diǎn)評：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。

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)展的重要問題，相對于Polyjet已得到相對廣泛的應(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，筆者認(rèn)為這大大超過了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,，相對粉末激光成型來說也有諸多優(yōu)勢,，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,，很難出現(xiàn)一枝獨(dú)秀的局面。但無論怎樣,，噴射技術(shù)正在越來越得到人們的關(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。

來源：3D打印技術(shù)參考
延伸閱讀：技術(shù)競爭：噴射技術(shù)比你想象的更加重要

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