深度解析了国内外增材制造技术
来源:焊接切割联盟 | 作者:顾波 焊接切割联盟 | 发布时间: 2022-05-07 | 6809 次浏览 | 分享到:

图4 黏结剂喷射增材制造示意


不同制造商开发了多种黏结剂喷射3D打印工艺技术。最有名的是3D Systems 的彩色喷墨打印技术(ColorJet Printing,CPJ)。ColorJet Printing原是 ZCorp公司的商标,现在属于3D Systems公司。彩色喷墨3D打印是全彩色的,最终部件类似于砂岩,并呈现出一些多孔的表面。砂岩材料是喷墨着色的,并在3D打印过程中黏结在一起。在3D打印结束时,需要进行渗透以固化和黏结零件。它有数十万种颜色可供选择,几乎是完整的 CMYK 光谱。但是BJ最终的打印品不适合功能性应用,因为它们仍然是多孔的,并且必须远离潮湿环境,以避免变色。


黏结剂喷射3D打印工艺可以使用多种材料,包括金属、砂子和陶瓷。有些材料,如沙子,不需要额外的处理。黏结剂喷射非常适合需要良好美学和形状的应用,例如建筑模型、包装、玩具和小雕像。由于零件的脆性,它通常不适合功能性应用。与PBF3D打印技术相比,黏结剂喷射方法的优点是在构建过程中不使用热量,从而防止在零件中产生残余应力。由于渗透工艺,金属基黏结剂喷射部件具有相对良好的力学性能,所以它们可以用作功能部件,并且因渗透过程而具有相对良好的力学性能。它们也比SLM或DMLS打印金属部件更具成本效益,只是打印部件力学性能较差,材料的晶粒没有完全熔合在一起。有多种类型的3D打印黏结剂材料,每种都适用于特定的应用。它们可分为呋喃树脂黏结剂(用于砂型铸造应用)、酚醛树脂黏结剂(用于砂型和型芯)、硅酸盐黏结剂(环保型,用于砂型和型芯)和水基黏结剂(用于金属)等类别。


2.5  材料喷射 

在所有增材制造工艺中,材料喷射最能与喷墨打印工艺相媲美。与喷墨打印机将墨水逐层放置在一张纸上的方式相同,材料喷射将材料沉积到构建表面上,然后使用紫外光固化或硬化该层。逐层重复,直到对象完成。由于材料以液滴形式沉积,因此材料仅限于光敏聚合物、金属或蜡,它们在暴露于紫外线或高温时会固化或硬化。材料喷射制造工艺允许在同一部件内3D打印不同的材料,如图5所示。

              

图5 材料喷射增材制造示意


材料喷射从打印头中的数百个微型喷嘴喷射出光聚合物,以逐层构建零件。这允许材料喷射操作以快速、线性的方式沉积构建材料,这可以与遵循路径以完成层(也称为切片)的横截面区域的其他点状沉积技术进行比较。当液滴沉积到构建平台时,用紫外线直接将其固化。材料喷射过程需要支撑结构,通常也是在构建过程中同时使用可溶解材料来进行3D打印,然后在后处理步骤中去除支撑材料。