成型工艺

3D 打印成型工艺

按照材料形式与工艺实现方法,可将打印机工艺分为如下五大类:

  • 粉末或丝状材料高能束烧结、熔化成型,如选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,简称 SLS),选择性激光熔化(Selective Laser Melting,简称 SLM)。

  • 丝材挤出热熔成型,如熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,简称 FDM)。

  • 液态树脂光固化成型,如立体光固化成型(Stereo Lithography Apparatus,简称 SLA),数字光处理(Digital Light Processing,简称 DLP)。

  • 液体喷印成型,如三维打印(Three-Dimension Printing,简称 3DP)。

  • 片/板/块材粘结成型,如层叠实体制造(Laminated Object Manufacturing,简称 LOM)。

MJF(2014)

多射流熔融技术(Multi-Jet Fusion,简称 MJF),特点是是利用两个单独的热喷墨阵列来 制造全彩 3D 物体的。打印时,其中一个会左右移动,喷射出材料,令一个会上下移动,进 行喷涂、上色和沉积,使成品得到理想的强度和纹理。随后,两个阵列会改变方向从而最大 化覆盖面。接着,一种细化剂会喷射到已经成型的结构上。之后会对已经和正在沉积的部分 加热。这些步骤会往复循环,直至整个物体以层层堆积的方式打印完成。

MJF3D 打印工艺使用多种粘合剂和固化剂,使用多喷头革新了打印方式,可以实现丰 富的纹理细节,融合了以往 3D 打印技术高速度、高强度、高精度的特点。

MJF 示意图

CLIP(2015)

连续液界面生产工艺(Continuous Liquid Interface Production,简称 CLIP)工作原理是通过操纵光和氧气,将液体媒介中的物体融合在一起,构造出物体的 3D 模型。树脂在紫外线照射下会固化成型,液池下方的投影装置,使紫外线按照打印物件每一层剖面的形状照射 液面。与此同时,当打印的某一层完成后,生长平台会向上提起,在刚刚长成的一层树脂上再长出新层。

CLIP 通过使用激光矫正和氧气固化流程,把传统机械的打印方法改变成可调谐的光化学过程,把层层叠加变成一次成型,是一种颠覆性技术。

CLIP 技术流程示意图

Nano Particle Jetting(2016)

纳米金属射流(Nano Particle Jetting)使用的原材料是液态金属。作业开始时,打印机 会首先将大分子金属颗粒粉碎成纳米级技术颗粒。粉碎后的金属颗粒会注入 XJet 研发的粘 合墨水中,金属不会在墨水中融化,而是形成悬浮物充满整个腔体。之后喷头挤出液态混合 物,固化成型,打印产品。最后构建室会通过加热将多余的液体蒸发,只留下金属部分。

纳米金属射流技术可以快速打印出金属部件,该技术具有将金属 3D 打印的速度和打印量都提升了一个台阶,并且可以实现极高的精度和表面光洁度,真空环境操作简单安全,支撑易拆除。但温度耐受能力较传统金属 3D 打印较低。