納米顆粒噴射NPJ金屬、陶瓷3D打印技術，XJet的Carmel 1400（M、C）來了

2019年11月19日，目前全球規(guī)模最大的3D打印專業(yè)展會FORMNEXT在德國法蘭克福舉行，全球超800家3D打印廠商參展，中國展商超70家。為了滿足中國數(shù)十萬熊友對全球3D打印發(fā)展最新情況的了解，南極熊作為FORMNEXT2019中國戰(zhàn)略合作專業(yè)媒體，在展會現(xiàn)場進行報道。

△以色列XJet的展位

△視頻實拍

在展會現(xiàn)場，南極熊看到了以色列金屬、陶瓷3D打印廠商XJet的展位，在本次展會中，XJet實物展出了采用NanoParticle噴射技術（NPJ）的Carmel 1400M金屬3D打印機 和 Carmel 1400 C陶瓷3D打印機。
XJet的陶瓷和金屬3D打印機基于其專利的NPJ 3D打印技術，這種增材制造工藝使用液體分散來制造3D打印零件，這與許多金屬3D打印工藝中所使用的粉末熔融工藝不同。在NPJ技術中，陶瓷和金屬顆粒在液體中被噴射出來，當它沉積到構建平臺上時，液體蒸發(fā)，留下了陶瓷或金屬的熔融層。所得零件具有很高的細節(jié)，表面光潔度和準確性。

XJet在其Carmel系列增材制造系統(tǒng)中采用了NPJ技術。這包括Carmel 1400和較小的Carmel 700。XJet最近對Carmel 1400系統(tǒng)進行了更名，以區(qū)分哪些平臺可以處理陶瓷（C）或金屬（M）。在本次展會上，XJet就展示Carmel 1400M和Carmel 1400C 3D打印機。

△XJet Carmel 1400 M噴射金屬3D打印機

XJet Carmel 1400M使用不同的納米顆粒墨水分別打印目標對象和支撐結構，最大成型尺寸500毫米x280毫米x200毫米（約1400立方厘米），最小打印層厚可以達到幾微米（意味著成品精度可以達到0.1毫米），操作十分簡單，還可以通過app遠程控制和監(jiān)視，因此適合許多行業(yè)使用。

XJetCarmelAM系統(tǒng)適用于保健和醫(yī)療器械、牙科、汽車、航空航天、消費品、珠寶和服飾、能源、工裝等多個行業(yè)，實現(xiàn)短期制造、按需制造、快速原型等作用。

△XJet Carmel 1400 M噴射金屬3D打印機打印倉

XJet Carmel 1400M采用的NPJ 3D打印技術具體流程如下：
1. 徹底粉碎。3D打印機會首先將大分子金屬顆粒粉碎成納米級技術顆粒；
2. 注入墨水。液態(tài)金屬材料由兩部分組成：納米級金屬顆粒和特殊粘合墨水。粉碎后的金屬顆粒會注入XJet研發(fā)的粘合墨水中，金屬不會在墨水中融化，而是形成懸浮物充滿整個腔體；
3. 擠出液態(tài)混合物，固化成型，打印產品。

△XJet Carmel 1400 M噴射金屬3D打印機參數(shù)

XJet的專利NanoParticle Jetting™技術使用固體金屬納米顆粒在液體懸浮液中。這些材料以及支撐材料都作為密封的墨盒交付，可以輕松地手動加載到XJet系統(tǒng)中，無需處理金屬粉末。這種適用于液態(tài)金屬的專有噴射打印技術能大規(guī)模、低成本、高效率地定制化生產金屬零件。

在現(xiàn)場，南極熊看到，以色列carmel 1400M金屬3D打印機打印出來的金屬零件都非常的小，但是精度很高。

△噴射金屬3D打印樣品

△噴射金屬3D打印樣品

△噴射金屬3D打印樣品

作為全球金屬3D打印的先鋒，XJet獨創(chuàng)了劃時代的金屬納米顆粒噴墨3D打印技術，而陶瓷作為3D打印中的一種相對較新的材料，在過去的幾年里，生產過程中仍遇到很多障礙，大多數(shù)陶瓷3D打印機是用擠出的方式，如今XJet將NPJ技術與陶瓷3D打印相結合，如此一來，陶瓷3D打印也可以實現(xiàn)大規(guī)模高效生產，在更廣的領域進行應用

△XJet Carmel 1400 C噴射陶瓷3D打印機

Jet Carmel 1400C噴射陶瓷3D打印機適用于需要高生產率、出眾品質、復雜幾何形狀的應用，Carmel 1400C系統(tǒng)非常適合于不同行業(yè)中的各種創(chuàng)意陶瓷增材制造應用。具有1400cm2（217in2）的制造成型平臺（業(yè)內最大的平臺），可同時生產多個陶瓷零件。

采用XJet的NanoParticle Jetting™（NPJ）技術，能夠生產出最高質量的陶瓷增材制造零件，具有前所未有的細節(jié)，擁有高質量表面和精確度，而不會影響產量或制造時間。

△XJet Carmel 1400 C噴射陶瓷3D打印機打印倉

XJet Carmel 1400 C噴射陶瓷3D打印原理：
將墨盒裝載到3D打印機上，系統(tǒng)將液體噴射在構建平臺上，高溫使其蒸發(fā)，僅留下陶瓷材料薄層。
XJet將該項技術的優(yōu)勢成為“創(chuàng)新三維度”：

• 隨機納米顆粒：顆粒大小與形狀隨機分布，組裝形式自然；
• 支撐材料：可溶且易于拆除；
• 單步燒結：非UV材料易于燒結。
  

△XJet Carmel 1400 C噴射陶瓷3D打印機操作界面

△XJet Carmel 1400 C噴射陶瓷3D打印機參數(shù)

△噴射陶瓷3D打印樣品

△噴射陶瓷3D打印樣品

△噴射陶瓷3D打印樣品

最后，讓我們再來回顧一下該公司獨有的納米顆粒噴射3D打印技術：

①將大分子金屬顆粒粉碎成納米級顆粒：

②將納米金屬顆粒注入粘合劑，構成完整的打印墨水：

  

在墨水中，金屬顆粒會以懸浮態(tài)均勻分布：

  

③通過特制的噴頭將墨水噴出實現(xiàn)打�。�

逐層噴射構建，層厚可小于2微米：

成型之后，構建室會將前面起到的粘合劑蒸發(fā)，只留下金屬部分：

  

成型溫度約為300℃：

  

這種技術的好處之一是能使用普通的噴墨打印頭作為工具，之二則是無需借助任何外力即可通過專門的技術融化去除支撐結構 — 與普通的選擇性激光燒結（SLS）金屬3D打印工藝需要以同樣的材料建立支撐相比不但更容易實現(xiàn)，能顯著減少浪費，從而降低成本，而且能給予設計師更大的自由 — 因為它是通過融化去除的，理論上可以無限添加。

通過這種技術打印出來的金屬部件在機械性能等各方面都幾乎可以與傳統(tǒng)的鑄造件一較高下。另外，與其它金屬3D打印技術相比，這種技術不但更加清潔，還能實現(xiàn)更強的一致性。

這種技術有許多優(yōu)點，包括：
①更高的產品精度
②更靈活的產品尺寸
③材料利用率高，節(jié)約成本
④直接獲得可應用的產品，不用打磨
⑤無需惰性氣體或者真空環(huán)境，更加安全
⑥材料選擇方便，顆粒度也可調節(jié)
⑦支撐更容易去掉
⑧整個打印流程更加簡單


關于Xjet
Xjet有限公司成立于2013年，是一家提供新型陶瓷技術和金屬增材制造設備的以色列公司，其科學顧問委員會由Dan Shechtman擔任首席科學顧問。Xjet有限公司應用新型納米金屬粒子噴射技術Nano Partical Jetting（NPJ），可安全、快速地打印金屬、陶瓷部件，達到較高的精度，并且從工藝上省略了成本高昂的后續(xù)處理工序。

南極熊作為FORMNEXT2019中國戰(zhàn)略合作專業(yè)媒體，在展會現(xiàn)場進行報道，請關注南極熊3D打印網(wǎng)http://m.withyoor.com的“FORMNEXT 2019”專欄

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