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粘接剂喷射3D打印技术能否迎来复兴?

粘接剂喷射3D打印技术由麻省理工在1993年研发出来,当时的毕业生Jim Bredt和Tim Anderson修改了喷墨打印机方案,变为把约束溶剂挤压到粉末床,3D打印的名称从此诞生。

然而,很快这种粘合塑料粉末的技术就不流行了,取而代之的是粘合砂子和金属,IDTechEx预测到2025年将会有37000台粘接剂喷射3D打印技术设备,粘接剂喷射技术是否将迎来复兴?让我们来看看市场上已有的粘接剂喷射3D打印技术发展现状。

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粘接剂喷射3D打印技术

粘接剂喷射3D打印技术工作原理是,先铺一层粉末,然后使用喷嘴将粘合剂喷在需要成型的区域,让材料粉末粘接,形成零件截面,然后不断重复铺粉、喷涂、粘接的过程,层层叠加,获得最终打印出来的零件。

技术优势在于成型速度快、无需支撑结构,而且能够输出彩色打印产品,这是目前其他技术都比较难以实现的。但是粘接剂喷射3D打印技术也有不足,首先粉末粘接的直接成品强度并不高,只能作为测试原型,其次由于粉末粘接的工作原理,成品表面不如SLA光洁,精细度也有劣势,所以一般为了产生拥有足够强度的产品,还需要一系列的后续处理工序。

3D Systems旗下的Zcorp

Zcorp通过固化层沉积的粉末技术,使用液体粘合剂,其设备低成本,在市场上流传迅速。2012年被3D Systems公司收购,主要用于原型制作,约售出6000台。

在柏林工业大学的3D Lab实验室使用Zcorp设备与研究和其他公共机构,以及小型和中型公司合作。他们还与各种博物馆提供三维打印副本,或者为动物园提供用于教育目的打印服务。

美国Exone

工业级3D打印机制造商ExOne主要服务于航空航天、汽车、重型设备、能源等领域,其应用领域主要是小批量、高价值的制造型复合砂模具。ExOne的设备也用于金属打印,并且ExOne提供金属粉末包括钴—铬(Co-Cr)合金,镍合金(IN Alloy 718),铁—铬—铝合金,不锈钢和碳化钨(WC)材料。2015年还将推出其有史以来最大的3D打印系统——Exerial。该Exerial系统能够使客户通过一种间接打印技术来进行工业化的批量生产,超越了该公司目前可用于快速原型和小批量生产的其它系统。

Exone在中国典型用户是上海铸连智能科技,上海铸连通过引入美国Exone的金属3D打印技术,为其客户提供复杂、结构特殊零件的制造加工服务,推动传统企业进行产业技术升级。

德国Voxeljet

德国Voxeljet公司成立于1999。该公司还通过麻省理工学院的非独家专利许可生产三维喷墨打印机。Voxeljet于2013年十月在纽约证券交易所上市。Voxeljet设备的销售额从2014年的19台上升到2015年的25台。其设备的售价在12万到160万欧元之间。Voxeljet主要应用领域是航空航天工业,另外还为铸造厂、汽车工业、艺术家、建筑师,提供原型服务和产品开发服务。

Voxeljet的3D打印机主要采用化学粘合剂与各种材料粉末相混合的方法来打印零部件。如果采用酚醛直接粘合的方法,那么不仅在用砂材料进行打印时很有优势,还可以用于制造陶瓷模具。

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黏合剂

-呋喃树脂,这是最流行的粘合剂,适用于铸造高温金属材料。

-在工业中广受欢迎的酚醛树脂,但这种树脂被燃烧掉的时候会释放挥发性有机化合物,这会影响人体内分泌系统,用户在铸造的时候需要采取防护措施。

硅酸盐-环境友好,因为它燃烧时形成乙醇,使得其获得越来越多的应用,Voxeljet和ExOne都提供这种粘合剂。




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