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。
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2017-12-21 11:16 上傳
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。
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。筆者因此對(duì)噴射技術(shù)單獨(dú)做一期內(nèi)容,。
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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(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,。
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>摺A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(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,。
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,。
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,。
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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,,筆者認(rèn)為這大大超過(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�,?傊�,,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:技術(shù)競(jìng)爭(zhēng):噴射技術(shù)比你想象的更加重要
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