噴墨砂型3D打印技術（鑄造業(yè)人士要注意）

近日，有一個噴墨領域的3D打印技術人員inker，向南極熊投了一篇稿件，深刻地揭示了利用噴墨來實現(xiàn)砂型3D打印技術的要點。值得一讀。

中國鑄造一直面臨大而不強的現(xiàn)狀，關鍵高精密鑄件主要依靠進口。加快砂型3D打印技術的推廣與應用有利于推進中國由鑄造大國向鑄造強國邁進！
為加速中國砂型3D打印技術研發(fā)，科技部2016、2017、2018年年度增材制造重點專項分別批準了“大尺寸鑄造砂型高效增材制造裝備與工藝研究”、“高效寬幅微滴噴射陣列打印頭的研發(fā)”、“砂型3D打印支撐的智能鑄造產(chǎn)業(yè)化應用示范”三個項目，從核心器件--噴頭、核心裝備與應用示范三個方面進行布局來支持中國砂型3D打印技術發(fā)展，推進鑄造業(yè)轉型升級。

砂型3D打印在鑄造工業(yè)的運用對傳統(tǒng)制造業(yè)而言，影響巨大。這一優(yōu)質高效的模式在國內的發(fā)展卻是緩慢的，究其原因，是由于砂型3D打印設備的核心技術一直由國外企業(yè)壟斷，導致打印設備價格高昂，隨之而來的是3D打印居高不下的成本。

為了打破國內砂型3D打印設備的成本桎梏，廣州愛司凱公司，攻克了工業(yè)噴頭技術難題，研發(fā)出中國首臺采用自主噴頭的砂型3D打印機——愛司凱風暴S800，成功打破了國外壟斷。

噴墨3D打印的分類：
噴墨砂型3D打印機一般采用的噴頭為常規(guī)的壓電噴頭或者熱發(fā)泡噴頭（2D噴繪機噴頭）或特殊改造過的噴墨打印頭，屬于采用噴墨打印頭進行3D打印的技術之一�，F(xiàn)階段采用噴墨打印頭進行3D打印的技術分為兩大類：

噴墨直接成型技術與粉末粘接成型技術

噴墨砂型3D打印技術的由來：

噴墨砂型3D打印技術采用的是3DP技術，該技術是由美國麻省理工大學的伊曼紐爾教授等人發(fā)明，1989年提交專利申請，1993年被授權專利。1995年，Zorporation公司獲得麻省理工大學的許可，利用該技術生產(chǎn)3D打印機，后來Zorporation公司又被3D Systems公司收購。原Zorporation公司成員后來又做了液態(tài)金屬3D打印機XJET。據(jù)悉Zorporation公司成員部分來自于惠普公司，而惠普公司近年也開始大力布局粉末粘接3D打印技術。

3DP技術工作原理

噴墨砂型3D打印技術的優(yōu)勢：

由于采用3DP技術，噴墨砂型3D打印機制作砂型的速度大約為激光燒結覆膜砂速度的10倍，大大提高了砂型3D打印的生產(chǎn)效率，并能夠進行中小批量生產(chǎn)。

在航空航天、汽車業(yè)、國防軍工核電等行業(yè)，該技術適合樣件的研發(fā)制造以及中小批量鑄件的生產(chǎn)，省去了漫長的開模時間與高昂的開模費用。同時該技術無視鑄件形狀，使得設計人員可以完全按照最優(yōu)的方案設計鑄件，不再受限于機械加工要求。

噴墨砂型3D打印的難點：

目前從事噴墨3D砂型打印技術研發(fā)的企業(yè)越來越多，每年都會涌現(xiàn)出幾家新企業(yè)。目前國內該技術還處于起步階段，從事該技術的3D打印企業(yè)主要面臨以下問題：

①3D打印技術研發(fā)人員對噴墨技術不夠了解，噴墨打印技術研發(fā)人員對3D打印技術不了解；

②膠黏劑研發(fā)人員對墨水不夠了解，墨水研發(fā)人員對膠黏劑不夠了解；

③噴頭技術依賴國外進口，價格昂貴，不能獲得最優(yōu)的驅動參數(shù)與及時的技術支持，企業(yè)開發(fā)周期漫長試錯成本高昂；

④材料研發(fā)跟不上，找不到與噴頭匹配性很好的材料，導致噴頭經(jīng)常堵塞；

⑤鑄造行業(yè)后處理工藝復雜，砂型運輸包裝困難。

結束語：

噴墨砂型3D打印涉及多個學科，需要跨專業(yè)人才。此技術的重點在噴墨打印頭，只有從原理上了解噴墨打印頭，才能用好噴墨打印頭。希望開設傳統(tǒng)噴墨打印類專業(yè)的學校能積極拓展噴墨3D打印技術，解決噴墨3D打印技術人才短缺問題。

噴墨砂型3D打印涉及多個學科，需要跨專業(yè)人才