材料喷射是逼真原型的理想选择,可提供出色的细节、高精度和光滑的表面。材料喷射允许设计师在一次运行中使用多种颜色和多种材料,这使得该工艺非常适合低运行注塑模具和医疗模型。材料喷射技术的主要缺点是UV活化光聚合物的高成本和较低的力学性能。
材料喷射技术分为几类,其中最流行的几种技术如下。
(1)按需滴注(Drop On Demand,DOD) DOD打印机有两个打印喷嘴:一个用于沉积构建材料,另一个用于可溶解的支撑材料。与所有增材制造机器一样,DOD3D打印机遵循预先确定的路径并以逐点方式沉积材料以构建组件的横截面积。这些机器还采用飞刀切割每一层之后的构建区域,以确保在打印下一层之前形成完美平坦的表面。按需滴注技术通常用于在失蜡铸造、熔模铸造和模具制造应用中生产蜡状模型,使其成为一种间接3D打印技术。
(2)多头喷射(PolyJet) 多头喷射3D打印技术首先由Objet公司获得专利,现在是 Stratasys 的品牌。与喷墨文档打印相似,感光聚合物材料以与喷墨文档打印类似的方式将超薄层喷射到构建托盘上,每个光敏聚合物层在喷射后立即通过紫外光固化。一层又一层地重复喷射和固化步骤,产生完全固化的模型,可以立即使用。凝胶状支撑材料专为支撑复杂的几何形状而设计,可以用手或水射流轻松去除。
(3)纳米粒子喷射 (NanoParticle Jetting ,NPJ) 这种由 XJet 公司获得专利的材料喷射技术,其使用包含构建纳米粒子或支持纳米粒子的液体,该液体作为墨盒装入打印机并以极薄的液滴层喷射到构建托盘上。建筑外壳内的高温导致液体蒸发,留下由建筑材料制成的零件,该技术适用于金属和陶瓷。
材料喷射3D打印技术是制作逼真原型的绝佳选择,它可提供出色的细节、高精度和光滑的表面。材料喷射允许设计师设计在一次打印中打印多种颜色和多种材料。为了指定设计零件的特定区域为不同的材料或颜色,必须将模型导出为单独的STL文件。当用混合颜色或材料特性以创建数字材料时,必须将设计导出为OBJ或VRML文件,因为这些格式允许在每个面或每个顶点上指定特殊属性(例如纹理或全色)。
使用材料喷射技术进行打印的主要缺点是成本高,并且紫外线活化的光敏聚合物会随着时间的推移失去力学性能并且会变脆。
2.6 片材层压
片材层压增材制造技术也称为层压物体制造 (Laminated Object Manufacturing,LOM),包括叠加几层由薄片组成的材料以制造物体。每个薄片都用刀或激光切割成形,以适合物体的横截面,如图6所示。