铜材料，很奇葩！针对铜材料的直接打印问题，笔者根据目前掌握的资料总结了几点，然而这实在有点太专业了，而且极不利于公众号的传播。学这个专业的同学应该给笔者发个红包。SLM可以愉快的打印不锈钢、钛合金和铝合金，有的已经飞向了太空，有的已经植入了人体，然而对于铜的打印，却存在很大的困难，以至于一旦有点突破就会划破天“寂”。前段时间德国亚琛弗劳恩霍夫激光技术研究所（激光技术的天堂）一段绿激光SLM的新闻刷爆了各大公众号，他们的新方法实现了铜材料的高效打印，不管你对此有没有感觉，但这确实是很大的突破，这在之前是从来没有过的。上天进人体铜具有非常高的导热性、导电性以及延展性，被广泛地应用于电气、轻工、建筑、机械制造、国防工业等领域。铜的应用领域但也就是它的这些特点造成了它的直接打印很困难。划重点1.铜对1064nm波段的激光吸收率太低2.铜的导热性太好3.铜熔体的粘度太低01 低吸收率目前SLM所采用的是1064nm波长的激光，绝大多数的金属材料对该波长的激光具有很高的吸收率，而铜材料，很奇葩！不同波长铜的吸收率如图所示，在1064nm波长下铜的吸收率只有为2-3％，因此，激光束能量的97-98％被反射了，不仅不会加热材料，反射的激光还可能对设备元器件造成极大的损害（振镜的偏转镜片就是铜做的）。弗劳恩霍夫激光技术研究所在早期的研究中，通过高功率输入来解决激光吸收率低的问题，他们将激光器替换为1000瓦，并将激光调整为极均匀分布的光束；与此同时，优化了惰性气体控制系统并对整个装置进行了改造，以防止高能量输入造成的干扰，测试的结果比较令人满意，工件密度接近100％。然而实际上单纯的提高功率并不能有效的解决铜难以打印的问题，因为在打印过程中它还存在导热性太好、熔体粘度太低的问题。02 高导热性高导热性是影响铜材料打印的主要因素。材料的吸收率会随着温度升高而增加，当激光高功率输入后，铜粉迅速熔化，激光的吸收率增加，熔体温度进一步升高，而恰恰铜的导热率又非常好，热量迅速传到周围粉末，导致无法形成平整规则的熔道，而且随着打印的进行，底层的已凝固部分还可能发生重熔，加重了不稳定情况的发生。导热太快03 低粘度理想的SLM熔池应该是光滑均匀的，但这对于铜材料来说很困难，低粘度是另一重要原因。激光在熔池前端不断熔化粉末形成新的熔池，最好的情况是熔池粘度足够大防止熔液四处流动，可铜的粘度太低，以至于激光划过了一条线，线的周围布就满了“雪花”（因为四处流动的熔液没有足够的热量让周围的粉末完全熔化，导致周围产生熔渣，这便是熔体的过冲和吹出）。不同金属熔体的表面张力与粘度太活泼。。。铜材料低的吸收率导致常规的SLM设备无法使其完全熔化，而高导热性和低粘度导致无法形成平整的表面。弗劳恩霍夫做了什么为了获得更均匀的熔池动力学，构建高密度零件，并获得其他更好的效果，弗劳恩霍夫激光技术研究所这次采用了515nm的连续激光器，之所以称之为绿激光，是因为该波段处于可见光而且恰好是绿光的波段，激光器最大输出功率为400瓦。它所带来的好处就是激光吸收率大大提高，而且采用的功率值可以很低。这看起来确实很炫酷，绿激光SLM可在当前的珠宝设计领域使用比传统技术更高效和可重复的方式生产复杂结构，与EBM相比，可获得更高的细节分辨率和更高的生产效益。而且绿色激光不仅适用于铜，还适用于珠宝行业的有色金属和贵金属（金银什么的）。但是，笔者还没搞清楚，绿激光怎么避免材料本身就存在的高导热率和低粘度问题，而且他们自身也表示仍有许多工艺和系统开发方面的障碍需要克服，对使用新波长的过程需要有更深入的了解。笔者也在不断探索中。若是内容还可以，释疑解惑了，就找到公众号福利页面狠狠激励小编吧！转载请注明出处长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：重点解析：铜材料的直接打印问题

喷射粘结剂Stratasys公司强有力的竞争对手就是3D System，在全彩色3D打印方面，后者的代表产品就是ProJet CJP 660Pro。本期对其技术原理进行介绍。3DP采用粉末材料成形，如陶瓷粉末、石膏粉末等。与SLS不同的是材料粉末不是通过烧结连接起来，而是通过喷头用粘接剂将零件的截面“印刷”在材料粉末上面。在打印过程中，先铺设一层粉末，打印头沿截面路径喷射透明或者彩色粘结剂并将粉末凝固，其他位置的粉末作为支撑，之后再铺设一层粉末，循环该过程直至打印完成。其工作过程与Polyjet相同点在于都是喷射液体，只是后者喷射的是直接成型的材料，前者是喷射粘结剂，这也就是两者的区别所在；与SLS的相同点在于都需要每一层铺设整个平台的粉末，但是由于SLS需要加热容易引起粉末变性，因此3DP在节省粉末方面比较优异，与两者相比，Polyjet仅需要在打印的位置喷射材料。打印机构零件分层打印过程动画演示实际打印过程取出零件清理余粉渗透剂浸泡，可填充孔隙、改善表面质感、加强色彩、增强机械性能零件制作完成ProJet CJP 660Pro 具备4通道CMYK模式全彩3D打印功能，可生产影像级真实生动的全彩模型，呈现指定的颜色效果，有利于更准确地对设计进行评估。多打印头保证了最大程度的色彩精确度和一致性，还可实现渐变效果。可在数小时内构建大型模型，或同时构建多个模型。使用堆叠和嵌套功能可增大吞吐量，选择草稿打印模式（单色）甚至可提升高达 35% 的打印速度。ProJet CJP 660 Pro声称其打印成本比其他技术低7倍，笔者并未对此做过验证。材料利用率较高，可避免浪费，削减表面处理时间，无需加入任何支撑结构，还可以回收利用未使用的粉末。转载请注明出处长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：彩色3D打印技术之二--3DP技术

惠民相对于目前市场上较多的FDM、SLM、SLS、DLP等技术，LOM技术似乎有点过时。但Mcor却将该技术加以创新，结合传统的二维喷墨打印技术，推出了桌面型全彩3D打印机，其分辨率非常优异，价格更是低廉。Mcor LOM打印机Mcor LOM打印机基本结构墨盒Mcor LOM打印机把3D模型的一个切片打印在一张纸上，纸张之间通过粘合剂粘接，通过刀片沿着模型的外部轮廓进行切割构造二维形状。其基本打印过程如下。打印步骤装入打印纸（早期Mcor采用办公用A4纸）铺设第一层纸并粘接在打印平台上在一个较大的范围内切割纸张在切割的纸上喷射粘结剂进行大范围的切割并喷射粘结剂铺设下一层纸，并用棍子压实、加热再次进行切割打印头喷射胶水和颜色重复上述步骤完成打印Mcor初代产品采用的是办公A4纸，打印机事先打印每层图案，然后在一张一张的粘接和切割。这种方式的弊端在于操作繁琐而且设备分散（打印部分与切割、粘接部分分开），改进的产品将几部分予以集成，纸张通过卷筒的形式放置内部，配置硬质合金刀片，提高了打印效率与精度，具有优秀的外观质量。打印切割过程（将纸张切割成了散碎小块）后处理，拆除包裹零件的小块打印完成打印完成，多余的纸张很容易去除，这使它的使用费用显然更低，而且所有的废物都是100％可回收的。直接从打印机取出的模型，具有坚韧、耐用的特性，并且质感和木材接近。由于设备直接给予模型非常光滑的表面纹理，所以模型成品的触感非常细腻舒适。生产出来的模型可以进行大范围的二次加工，比如喷涂防水层或者让他们的质感如塑料一样。相较于市面上的其他彩色打印机，笔者认为由于其较高的色彩分辨率以及低廉的价格，对于绝大多数用户都是绝佳的选择。转载请注明出处长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：彩色3D打印技术之三--LOM技术

高大上前不久，惠普基于MJF技术的全彩3D打印机进入国内，作为全彩3D打印技术的一员，本期展示其工作原理。惠普3D打印机全套设备，从左至右依次是MJF 3D打印机、构建单元，处理站1. 惠普打印机成型原理惠普所用的3D打印技术为多射流熔融（MultiJet Fusion），其成形步骤如下图所示。成形步骤1.铺设成形粉末；2. 喷射熔融辅助剂(fusing agent)；3. 喷射细化剂(detailingagent)；4. 在成形区域施加能量使粉末熔融；（注意：喷射细化剂的区域并没有被熔融）重复1-4直到所有的层片成形结束。HP打印机的核心是位于工作台上的两个模块：分别叫做“铺粉模块”（下图1）和“热喷头模块”（下图2）。“铺粉模块”是用来在打印台上铺设粉末材料的。“热喷头模块”则是用来喷射“熔融剂”和“细化剂”这两种化学试剂的，而该模块正是惠普这款打印机的最大亮点—它能以每秒每英寸3000万滴的量喷射这两种试剂。铺粉模块热喷头模块实际的打印过程如下图所示：“铺粉模块”会首先上下移动铺设一层均匀的粉末。然后，“热喷头模块”会左右移动喷射两种试剂，同时通过两侧的热源加热融化打印区域的材料。这个过程会往复进行，直至最后打印完成。热喷头模块喷射两种试剂并加热需要指出的是，“熔融剂”会喷射到打印的部分（即打印对象的横截面），作用是让粉末材料充分融化；“细化剂”则会喷射在打印区外边缘，作用是保证打印层表面光滑，提高打印件的精细度。下面放大看看HP打印机的过程模拟：铺设粉末喷射“熔融剂”（黑色）和“细化剂”（蓝色）最后加热，让粉末融化凝结3. 惠普打印机优势&技术限制优势1. 速度快，超过普通技术的10倍。下图就是以打印齿轮为例的速度对比，可以看到同样耗费3小时，惠普多喷射熔融（MJF）技术足足打印出了1000个，远超过FDM以及SLS技术。（点击FDM或SLS查看技术原理）2. 打印件质量高。下面就是一个小小验证，用打印的椭圆形结构吊起了一辆汽车。这个结构打印只用了30分钟，重1/4磅（约113克），却可提起最高5吨的重量。3. 高精度。打印机喷头可以达到1200dpi的精度，考虑到粉末的扩散，在XY方向的精度可以达到约40微米。技术限制1. 材料限制：现在可用材料为尼龙12（PA12），而更多可用材料取决于HP对于细化剂的开发；对于金属器件的打印，可能无法使用一体机，因为直接在设备内部进行烧结/熔融需要的高温会影响电子器材包括喷头的运行。2. 材料污染：在喷射了细化剂的区域，粉末并没有被烧结，有可能造成粉末的污染（因为这些喷射了细化剂的粉末如果被后续用在成形区域可能不会被熔融）。3. 可选颜色：HP所用的熔融辅助剂包含了可以吸收光波的物质（可能为炭黑等深色材料），因而所展示的样品为深色；而打印白色等浅色可能会降低能量吸收，从而会增加成形时间，有可能导致无法成形；对于全彩器件的打印，同时需要考虑色素的耐高温能力。转载请注明出处长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：彩色3D打印技术之四--惠普MJF技术

原文始发于微信公众号（）：创想智造详解彩色3D打印技术的应用与技术对比

高大上如今市面上的3D打印技术非常广泛，然而真正能做到全彩的只有有限的几种，近几期创想智造将介绍几种全色系的3D打印技术。本期介绍的技术是stratasys公司的产品J750。全彩色系3D打印J750基于PolyJet技术，采用树脂喷射的方式提供材料，在需要打印的位置识别当前层的颜色并喷射树脂，通过光照实现固化，可处理和立即使用完全固化的模型，无需额外进行后续固化。是目前能够获得的表面质量最好的全彩3D打印技术，其精度、强度也都是最优秀的。本期揭示其3D打印过程。PolyJet聚合物喷射3D打印过程模型分层叠加料筒包括三原色材料和支撑材料 开始3D打印在需要的位置喷射材料3D打印过程演示取出零件并采用溶剂溶解支撑对零件进行必要的打磨和处理3D打印完成的零件PolyJet 3D打印技术可创造为生产最终成品设定标准的精密原型。以16μm的超薄层状态将液态感光聚合材料一层一层地喷射到构建托盘上，直至部件制作完成，从而能够实现复杂形状、精细做工和光滑的成品表面。Stratasys J750打印机能同时安装六种材料，将材料更换次数降到最低，而且使模型能够制作得十分逼真。在需要更换材料的时候，改进的硬件使材料浪费很少，节省时间和材料。J750具有庞大的托盘空间，一次打印作业中可制作几个不同的模型，能够更快制作原型，达到产品开发目标。J750可打印解剖培训模型，包含彩色柔韧材料和中空的管腔，逼真模拟真实人体组织。更快的打印速度及可溶性支撑缩短了打印模型的时间。利用逼真细腻的多纹理结构材料把扫描数据转变为 3D 解剖模型，让医生在准确复制人体组织的真实模型上学习和培训。借助触感与人体生理一致的模型，能够在真实但无风险的情况下反复实践。其他3D打印技术制作的彩色模型无法表现不同的软硬度，同一模型上也无法兼具透明、半透明或不透明的特性选择。有些 3D 打印机无法制作过渡色，而且后期处理耗时和/或步骤繁琐或涉及有害物质。一个主题多个变体：可靠、均匀的颜色和精细的颜色纹理，全都使模型和原型更加逼真和生动。全彩、多材料带来的多功能性，满足从艺术到科学的各个领域的创新需求。缺点：设备本身价格昂贵，材料绑定。材料研究机构并不具备购买该产品的意义。转载请注明出处长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：彩色3D打印技术之一 polyjet技术

意义重大大家一定已经知道GE前几天宣布将推出基于喷墨技术的金属打印机，但是大家是否还记得去年这个时候这个巨无霸一样的企业刚完成了对Concept Laser和 Arcam收购？对的，GE目前在金属3D打印领域涵盖了SLM、EBM以及喷墨技术，前两种技术在认证严格的航空航天领域可发挥巨大作用，而后者将在汽车等其他行业凸显优势。当前，国内鲜有基于此技术的金属打印机上市，而一些国际玩家如Desktop Metal、Markforged、3DEO、Exone、Digital Metal甚至惠普都已经将精力集中在了喷墨金属打印（无论各家宣称的技术名称多么独一无二，其实都是为了和别家区分开，实质都是喷粘结剂），可见该技术已经成为金属3D打印的一匹黑马！那么喷墨技术于金属打印的意义有哪些？1.材料及成本优势除lens外，主流的金属3D打印技术是SLM和EBM，喷墨技术可直接使用金属注射成型用粉末，这种粉末的供应链比用于激光或电子束3D打印的球形金属粉末的市场要广阔的多，随之带来的是粉末成本的大幅下降。其次，在材料的使用率方面喷墨技术也有优势。SLM和EBM在打印过程中都需要瞬间熔化，在热源加热过程中，会产生大量的灰渣，直接导致粉末的利用率不高。而喷墨技术采用后烧结的方式，可大大提高粉末的利用率。喷墨打印材料2.成型方式优势1）成型材料多样化：SLM与EBM，尤其是激光与粉末相互作用过程，涉及到粉末吸收率的问题，很多高反射金属粉末难以熔化成型；也有很多特殊成分的粉末无法实现光洁成型，导致打印失败（如一种合金，主要成分的熔点低于另一种成分的沸点）。喷墨技术的成型特点，较好的避免了这种现象的发生。2）后处理更加方便：在支撑添加方面，喷墨技术也有较大的优势，由于采用粉末自支撑，后处理大大简化。而且不必为了减少支撑而迁就摆放方式，尽可能按照减少时间的方向打印提高效率。3)打印结构更加复杂：有些空腔、封闭网格结构采用SLM需要添加复杂的支撑，而喷墨技术可较好的规避该问题。4）清粉方式更加友好：喷墨打印技术粉末的清理不必像SLM那样完全清理和筛分，仅需要回收装置定点吸粉即可。清粉过程无需支撑打印更复杂的结构5）成型幅面更大：由于不存在大幅面失真问题，喷墨技术可实现大幅面成型，exone的一款金属喷墨打印机达到了800x500x400mm的成型尺寸，几乎秒杀SLM。Exone M-Print6）维护更加方便：SLM采用激光成型，须定期对激光光路进行维护，需要售后人员上门服务；同样，EBM也存在保养维护的问题。而喷墨技术要简单的多，只需要对喷头进行清洗，简单方便。打印机喷头清洗3.批量制造优势SLM和EBM的制造特点都无法实现金属零件的批量打印，基于成型方式的特殊性，喷墨技术允许零件脱离基板在粉层中实现成型，因此零件可实现批量打印。这对于提高效率、节省成本具有重要意义。喷墨技术用于金属打印具备诸多优势，但所有技术本身都不会是完美的，该技术在很多方面可能无法替代SLM与EBM。在打印精度方面，尚没有数据表明该技术可以媲美传统打印方式；而在材料性能方面，采用喷墨技术制作的零件性能与激光打印的零件性能目前也无法匹配，主要体现在某些材料上喷墨技术可达到激光打印的性能，而在另一些材料上面可能会更高也可能更低。下表是几种材料在不同成型方式下的抗拉强度对比：材料抗拉强度对照表材料喷墨技术SLM420模具钢682 MPa1100 MPa17-4PH不锈钢1317 Mpa1050 MPa316不锈钢580 MPa650 Mpa作为一种新型的金属打印工艺，喷墨技术可以实现发动机组件、变速箱壳体等部件的快速成型，还可以帮助泵行业的客户生产原型铸件、更换叶轮、蜗壳形状和旋转部件。总之，喷墨技术用于金属打印，将在汽车、能源、重型设备等领域发挥重要作用，极大挑战传统打印工艺市场。延伸阅读：金属打印系列3D打印200亿市场如何实现？技术竞争：喷射技术比你想象的更加重要Desktop Metal金属机---DM production金属粉末注射成型技术(MIM)转载请注明出处 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：喷墨技术于金属打印的意义

这篇文章并非负面，也并非负能量01. 曾经形势2016年，农夫山泉的年销售额为109.11亿元，中国增材制造产业整体规模为80亿元，全球400.7亿元，当年一个国家一个产业的规模抵不上一家饮用水生产企业。同年春节，国内一很火的3D打印公司没能给员工发出年终奖，作为补偿，该公司的董事长为员工赠送了未来公司上市的股份，并许下宏愿。不久以后，多个骨干成员离职。距离2012年国内3D打印行业开始“起步”已有近6个年头，这些年中有无数3D打印企业、联盟、研究院以及平台诞生，但每一年也有无数家企业走向终结、联盟开始分散、平台走向衰落，因为大家缺少业务甚至没有业务。这些年里，何其多的行业群里曾一度狂欢，可就是这些一度热热闹闹的行业群现在只剩下媒体公众号在每天不停歇的发送着一条条新闻。一位从业人员曾说，“做3D打印，靠的是梦想”，如今，绝大多数人仍在坚持。只是，整个行业不再喧嚣，从业人员开始变得冷静，市场有了较好的起色。02. 这些年来国家层面在做哪些事情？2014年，政府提出三年内建立一个初步的技术创新体系，培育5-10个基于增材制造的公司，这一规划基本完成，但使这些公司年产值超过5亿元人民币的目标尚未实现；2015年，工信部提出了《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）》，要求到2016年，初步建立较为完善的增材制造产业体系，整体技术水平保持与国际同步，这一目标也基本实现，但仅凭王院士的一个钛合金大型复杂整体构件等成果不能称在航空航天直接制造领域就达到了国际先进水平。在材料、工艺、应用端国内并未取得预期成绩。在重点领域的落后，促使政府在2016年投入2.35亿元，在2017年投入4.45亿元，2018年的经费预算更是达到了7亿元，除却国家投入外，每年省市的投入也在亿元之间。可以看出国家从未因为这个行业近些年的浮躁而有所怀疑，政府在一步步保持着国家步调，不断加强研究和开发，不断促进3D打印在工业领域的应用。03.3D打印行业存在什么问题？笔者认为3D打印行业远没有到值得人们庆祝的时刻，不要因为12部委的联合声明就有太大期待，就欢欣鼓舞，就忘却了不久前的迷茫。现在的狂欢严格来说应该属于设备商，他们终于可以借助东风销售更多的设备。然而国内做得较好的设备商毕竟是少数，绝大部分还是服务商和应用端。然而国家目前在应用端并不给力，该声明在推动应用和发展自主核心技术方面有限。截止目前，国内的设备卖了很多，高校、企业、平台都有，但是设备的使用率实在太低，有些企业半年开不了一次机，有些企业开始转手设备；使用率最高的SLA打印机，最低价格却突破了1元/克。国内的3D打印行业是在健康发展吗？部分企业确实在努力健康发展，部分企业在跑马圈地，部分企业在垂死挣扎，还有一部分在酝酿起步。笔者认为几个方面问题导致了应用端持续不发力。1.材料问题屡屡有应用端公司止步于材料问题，在一个特定的领域，往往要求特定的某种材料，但是相对应的3D打印材料尚不存在。其次，国内材料质量问题。在工业领域，国产材料尚不能完全被信赖，这可能是因为我们的尼龙、光敏树脂耐温性不高、强度有限等原因，也可能是因为国内无法做出高品质的金属粉材。2.工艺尚不可靠工艺问题是一个很大的问题，涉及质量是否可靠，敢不敢用的问题。航空航天领域都在说，增材制造是好，但是不敢用，谁能保证不出问题。因为我们尚没有研究透彻增材制造的机理，我们也没做不出国外那样的仿真软件，我们的设备、工艺、材料存在严重的匹配、稳定性问题。3.应用端与3D打印技术本身脱节这一问题的原因在于很多企业不知道用它来干什么，二是上面提到的企业不敢用，三是有些企业为了用而用。针对前者，重点领域应该对症下药，对于后者则是一个综合性问题。04.200亿市场如何实现？李方正博士提到，200亿只是一个小目标，但作为一名有态度有理想的3D打印从业人员，还是希望这200亿元少些设备内容，多些应用端服务，这样才能给中国制造业提供强大的助力，才能推动重点领域的发展。因此，笔者认为有几方面应该特别注意。1.加强基础研究基础研究并非一朝一夕，无论国内的北航、西工大还有华科起步多早，成绩多好，但目前国内确实没有做出一款可供仿真的软件，究其原因还是我们的机理没有研究透彻，这在关键时期会对特殊领域的应用起到掣肘作用。2. 加强材料研发首先是材料种类的研发，增材制造的从业人员不能仅仅待在自己的小圈子里，应该积极的寻找应用端需要什么样的材料，丰富材料种类；其次是材料质量的提升，让我们的树脂可以达到更高的强度、金属粉末少些空心粉和卫星粉。3. 加强重点领域使用新技术的决心所谓技术再好，不知道怎么用、不会用、不敢用，技术本身发展便缺乏动力。国家应该特别寻找3D打印到底在哪些应用方面可以大有可为，积极推进，实现研发和应用的良性循环。此外，还应该强调质量保证，做材料的保证材料性能，做设备的稳定好设备，应用端积极发力，相信200亿的目标是实实在在有内涵的200亿。虽然这很困难，但是中国需要质量保证。05. 总结3D打印的火爆应该在于应用端，而不在设备和3D打印人的狂欢。目前3D打印行业面临着应用端的发力问题，只有真的等到应用成为广泛的时候，国内增材制造才能迎来真正的春天，200亿才能成为有内涵的200亿。3D打印企业须好好修炼内功。转载请注明出处 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D打印200亿市场如何实现？

技术本身的发展从未停止不前，3D打印技术自身的发展正在使很多不可能成为可能。近两年喷射技术每隔一段时日便进入人们的视线，推出相应技术的无一不是明星企业，Stratasys、XJET、惠普陆续推出了基于喷射技术的打印机，这些打印机正在解决传统的打印工艺无法解决的问题---彩色、批量以及高表面质量。然而，当人们惊呼技术本身革命的同时，打印机与材料成本的高昂也让人望而却步。基于此，喷射技术自身的发展正在使这一现状发生改变。Stratasys宣布推出推出全新的用于喷射技术的3D打印材料，使成本降低50%；惠普新推出4210系统，从设备结构方面进行改进实现零件批量制造，实现效率进一步提升。而Desktop Metal将喷射技术用于金属打印降低了成本并实现了批量制造，以及GE宣布推出粘结剂金属喷射设备，预示着喷射技术正在悄悄拓宽金属打印领域。以上事实无一不在说明材料喷射技术正快速挑战着激光在非金属粉末和金属粉末材料方面的应用，而且已经在金属打印领域获得了突破，成为金属零件批量打印的重点技术。诸多消息显示，材料喷射技术在3D打印行业中的地位正变得越来越重要，越来越不可忽视。笔者因此对喷射技术单独做一期内容。目前市面上的材料喷射技术分为两类：喷射打印材料与喷射粘结剂。喷射打印材料的笔者称为材料喷射成型技术，喷射粘结剂的统称为粘结剂喷射成型技术（实际为3DP技术），根据各家情况的不同，笔者列了一个表：分类代表企业代表工艺成型材料材料喷射StratasysPolyjet树脂XJETNPJ纳米粒子喷射技术金属、陶瓷粘结剂喷射（3DP）HPMJF多射流熔融技术尼龙类3D SYSTEMMJP多喷嘴喷墨技术石膏类等voxeljetBinder Jetting铸造砂、陶瓷等ExOneBinder Jetting铸造砂、金属粉末等DesktopSPJ单通道喷射技术金属粉末Prodways＆Liten树脂粘结剂喷射技术金属粉末从中看出，直接喷射成型材料的极少，只有Stratasys和XJET，而前者的核心技术Polyjet又跟XJET有莫大渊源；在3DP技术门类中，粘结剂又分为特殊胶水和树脂粘结剂两种，作用都是将粉末材料粘接成型。在过去几年中，3DP用于砂型制作较多，随着人们对大尺寸砂型结构的需求不断增加，以及材料科技的发展，3DP技术逐渐挤占了激光打印的市场；而近期在金属打印方面，高速、批量和低成本三个关键词赚足了人气，使人们认识到3DP不仅仅可以用来粘接铸造砂和尼龙粉末，因而获得大量投资，粘结剂喷射技术正在成为金属打印领域一颗新星！接下来笔者主要介绍目前主流的喷射打印技术。材料喷射成型技术1.Polyjet技术技术特点：直接喷射树脂成型材料技术原理：Polyjet技术，采用树脂喷射的方式提供材料，在需要打印的位置识别当前层的颜色并喷射树脂，通过光照实现固化，可立即使用完全固化的模型，无需额外进行后续固化。点评：精度、强度很高，可实现多材料不同位置喷射，吊打普通3DP，但价格也很昂贵。可用于制作注塑模具、夹具、固定装置、教学和促销展品、生产部件等。Polyjet技术成型原理Polyjet打印模具2.NPJ纳米粒子喷射技术技术特点：直接喷射含金属粉末或陶瓷颗粒的油墨成型零件技术原理：将包裹有纳米金属粉、陶瓷粉或支撑粒子的液体装入打印机并喷射在建造平台 上，通过高温使液体蒸发留下金属部分，最后通过低温烧结完成成型。点评：细节、表面光洁度和精度表现力极高，关键在于纳米颗粒在油墨中的分散；清理和后处理会很简单；纳米材料成本高昂，只怕买得起设备用不起材料，官方介绍的成本更低并不可信。适合用来打印钛合金医疗器械，如膝关节植入物，还能为汽车和航空航天领域生产铝合金零件。 NPJ技术原理NPJ打印零件粘结剂喷射技术粘结剂喷射技术的最大优点就是突破了激光制造的尺寸限制，使尼龙、铸造砂型的打印尺寸达到数米，金属打印实现了批量和低成本，因此成为各种风投的新宠儿。1.用于陶瓷、铸造砂打印技术特点：通过向粉层零件横截面喷射粘结剂来粘接零件。技术原理：打印头通过移动，在零件横截面喷射胶水（喷头直径通常在80μm）来制造零件，一层打印完毕之后，零件降低一个层厚重新铺粉再喷射胶水，重复该过程直到零件制作完毕。根据材料不同，选择是否需要后续烧结。点评：将砂型打印拓宽数倍，速度得以提升，成本降低。惠普粘结剂喷射成型2.用于金属粉末打印技术特点：打印过程近似冷成型。技术原理：通过一层层喷射粘结剂实现零件成型，后通过高温烧结将零件制作完成。点评：可批量、低成本、高速度打印，零件需要的支撑较少，材料成型存在收缩。Desktop粘结剂喷射成型总结材料喷射技术相比粘结剂喷射技术要困难的多，尤其是XJET的纳米粒子喷射技术。材料成本仍然是限制技术发展的重要问题，相对于Polyjet已得到相对广泛的应用，XJET的商用化还须拭目以待。粘结剂喷射技术在金属打印领域的应用，笔者认为这大大超过了XJET纳米粒子喷射技术的风头。在粘接金属之前，XJET曾被认为是未来之星，但技术的革新速度让人感叹。同时粘结剂喷射用于金属打印，相对粉末激光成型来说也有诸多优势，前者往往不许添加支撑，可以打印SLM不能打印的更为复杂的结构，以及SLM难以成型的材料。但一种技术是很难完全替代另一种技术的，粘结剂喷射金属成型后续需要烧结，而且涉及材料收缩问题，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，甚至在表面光洁度方面也比不上XJET。总之，每种技术各有所长，很难出现一枝独秀的局面。但无论怎样，喷射技术正在越来越得到人们的关注，3D打印技术本身的突破使其改变制造业成为可能。长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：技术竞争：喷射技术比你想象的更加重要

建筑业发展到今天，应用在建筑行业的材料种类数以万计，由于3D打印技术发展起步较晚，最近几年才将此技术应用在建筑行业，目前适用于3D打印技术的建筑材料凤毛麟角。笔者认为，3D打印建筑除了快速制造带来的好处之外，完备化的保障措施使其兼具居住功能，而非噱头。3D打印建筑材料分类1、GRG 材料GRG 材料是通过采用超细结晶石膏为原材料，将具有专用连续刚性的增强玻璃纤维和它混合制成的产品材料。这种材料具备不易形变、质量轻、高强度、防火性能好、环保、会呼吸、加工周期短等优点，常用于异形产品的加工制作上。大型剧院、会展中心、报告厅、体育场等大型工程上常常应用到GRG材料，上海世博中心大会堂就是应用GRG材料建造。2、混凝土类材料混凝土类材料无论是在传统建筑生产中还是新兴数字化技术3D打印技术领域里，仍然是利用率最高的材料。这离不开混凝土材料具备的抗压强度高、耐久性好、耐火、可塑性强等优点，由于混凝土材料具有可塑性强的优点，因此在打印过程中可一体成型，不需要借助模板支模。目前，在3D打印建筑行业领域，最常见的就是应用混凝土类材料作为基材料并结合“轮廓工艺”，进行建筑构件的打印。与现有的浇混凝土施工工艺的不同，建筑 3D 打印所用的混凝土材料与传统的施工技术所用到的混凝土材料在性能方面有很大的不同。传统的施工工艺通常是先支模板，然后将混凝土灌入进模板中振捣，并最终形成所需要的建筑结构或构件，而建筑 3D 打印是将胶凝材料从喷嘴中挤出，然后层层叠加以得到需要的建筑实体。建筑3D打印基本原理建筑3D打印就是利用层层堆积的基本原理，采用工业机器人逐层重复铺设材料层构建自由形式的建筑结构的新兴技术。建筑3D打印机的构成和传统打印机基本一样，一般都包括控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等。建筑3D打印机根据电脑上设计的完整的三维模型数据，通过一个运行程序将材料分层打印输出并逐层叠加，最终将计算机上的三维模型变为建筑实物。但具体的打印过程有FDM类型和3DP类型。混凝土喷挤分层建造工艺FDM类型即挤出固化打印，是指用喷嘴挤出胶状材料，然后层层堆积至所需高度的一种打印工艺，例如混凝土打印。其核心工艺是混凝土喷挤分层建造方法，具体来说，即基于水泥砂浆的挤压和材料本身的凝固过程，并且每打印一层材料就添加一层钢筋网，直至整体构件打印完成后植入竖向钢筋。混凝土打印技术具备较高的三维自由度和较小的浆体沉积分辨率，因此对构件打印的内外几何尺寸有更好的控制。铺设混凝土3DP类型是指选择性粘结固化打印，通过喷挤粘结剂来选择性地胶凝硬化每一层的粉末，直至最后一层硬化完毕，再清除剩余未粘结粉末，即可完成建筑的自动化建造。一般情况下，用于 3D 打印快速成型中的支撑结构有两种形式。第一种，是采用其他强度较低的材料进行打印支撑结构，等其他部分打印完毕并凝固后，去除这些强度低的支撑部件。第二种，就是选择性粘结固化采用的这种打印工艺，层层铺粉末材料，没有粘结到的部分可以作为支撑结构，等打印完毕凝固后，再去除没有被粘结固化的粉末材料，这些材料还可以重新回收利用。但目前室外的建筑打印多是采用混凝土打印方式。填充保温性材料建筑3D打印的效率远远高出传统的建筑模式，据报道上海在24 小时内打印了10栋房屋，而且据称房屋寿命可达上百年。待房屋主体结构打印完毕之后，可在墙体内部填充保温材料，对外墙等处理之后便可使用。铺设防水层粉刷墙体安装门窗水电系统3D打印房屋构造当然，建筑 3D 打印技术还是一项新兴技术，还有很多不成熟之处，人们对于建筑 3D 打印技术还存在诸多疑虑，3D 打印建筑的抗压强度、抗折强度、抗拉强度、耐久性等综合性能还有待验证。并且，目前建筑 3D 打印技术还仅限于打印低层建筑，如何打印高层建筑仍然是一个亟待解决的难题。长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D打印应用于建筑业及其实用性