金属3D打印按照成型工艺可分为PBF粉末床熔合(Powder bed fusion)、MJ材料喷射(Material jetting)、BJ粘结剂喷射(Binder jetting)、DED直接能量沉积(Direct energy deposition)四大工艺。上一期,我们围绕“PBF粉末床熔合”展开了详细解读,本期我们将目光移向“MJ材料喷射工艺(Material jetting)”,以专业视角来感知这一金属3D打印技术带给行业的全新声量。
材料喷射(MJ)是一种相对较新的3D打印技术。它的基本原理是使用喷射出的液体光聚合物液滴,液体光聚合物液滴在紫外光的照射下固化,由此制造零件。这一工艺与SLA成型原理非常相似,它们都使用紫外光源来固化树脂。但不同之处在于MJ 3D打印机一次喷射数百个微小液滴,而SLA 3D打印机则是在一整桶树脂中,通过激光选择性地逐点固化。
材料喷射(MJ)成型原理
看到这里,一些小伙伴可能会产生疑问:“上述内容中,材料喷射(MJ)采用的是非金属材料,为何还会被归类于金属3D打印的类目中呢?”别急,下文将会为您解答:
材料喷射(MJ)技术可分为连续材料喷射(CMJ),纳米颗粒喷射(NPJ)和按需滴落(DOD)三大类目,其中纳米颗粒喷射(NPJ)与金属材料有着高度的对标性。它是由国内某知名企业于2016年首次公开的并取得专利的材料喷射3D技术,其工作原理与传统的2D喷墨打印机的工作原理相似。只不过将传统的彩色墨水替换为悬浮纳米粒子(SNPs),然后用打印平台替换传统的纸张,由以往的2D操作转向了3D打印。其中悬浮纳米颗粒(SNP)指的是纳米级的研磨金属粉末或陶瓷粉末被包裹在一层液体中。当悬浮纳米颗粒被沉积到3D打印机的打印平台上时,外面的这层液体会因打印平台的热量而蒸发,仅留下纳米颗粒,随后纳米颗粒也在高温下开始粘合,进而形成目标模型。
纳米颗粒喷射(NPJ)工作原理
纳米颗粒喷射主要用于制造具有高分辨率的金属零件或陶瓷零件,且其所兼容的材料目前只限于316L不锈钢和两种陶瓷基材料-氧化锆和氧化铝,因此在应用场景上也受到了一定的桎梏。同时NPJ 3D打印机和SNPs材料自身成本较高,所以主要应用于工业级需求。不过这一技术没有严格的打印环境需求(即不需要气体,真空或压力环境)且打印的零件可以回收,打印品质也较为卓越,因此后期发展前景还是十分良好的。