噴墨砂型3D打印技術(shù)（鑄造業(yè)人士要注意）

近日，有一個(gè)噴墨領(lǐng)域的3D打印技術(shù)人員inker，向南極熊投了一篇稿件，深刻地揭示了利用噴墨來(lái)實(shí)現(xiàn)砂型3D打印技術(shù)的要點(diǎn)。值得一讀。

中國(guó)鑄造一直面臨大而不強(qiáng)的現(xiàn)狀，關(guān)鍵高精密鑄件主要依靠進(jìn)口。加快砂型3D打印技術(shù)的推廣與應(yīng)用有利于推進(jìn)中國(guó)由鑄造大國(guó)向鑄造強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)！
為加速中國(guó)砂型3D打印技術(shù)研發(fā)，科技部2016、2017、2018年年度增材制造重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)分別批準(zhǔn)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(yīng)用示范”三個(gè)項(xiàng)目，從核心器件--噴頭、核心裝備與應(yīng)用示范三個(gè)方面進(jìn)行布局來(lái)支持中國(guó)砂型3D打印技術(shù)發(fā)展，推進(jìn)鑄造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

砂型3D打印在鑄造工業(yè)的運(yùn)用對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)而言，影響巨大。這一優(yōu)質(zhì)高效的模式在國(guó)內(nèi)的發(fā)展卻是緩慢的，究其原因，是由于砂型3D打印設(shè)備的核心技術(shù)一直由國(guó)外企業(yè)壟斷，導(dǎo)致打印設(shè)備價(jià)格高昂，隨之而來(lái)的是3D打印居高不下的成本。

為了打破國(guó)內(nèi)砂型3D打印設(shè)備的成本桎梏，廣州愛(ài)司凱公司，攻克了工業(yè)噴頭技術(shù)難題，研發(fā)出中國(guó)首臺(tái)采用自主噴頭的砂型3D打印機(jī)——愛(ài)司凱風(fēng)暴S800，成功打破了國(guó)外壟斷。

噴墨3D打印的分類(lèi)：
噴墨砂型3D打印機(jī)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(jī)噴頭）或特殊改造過(guò)的噴墨打印頭，屬于采用噴墨打印頭進(jìn)行3D打印的技術(shù)之一。現(xiàn)階段采用噴墨打印頭進(jìn)行3D打印的技術(shù)分為兩大類(lèi)：

噴墨直接成型技術(shù)與粉末粘接成型技術(shù)

噴墨砂型3D打印技術(shù)的由來(lái)：

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

3DP技術(shù)工作原理

噴墨砂型3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)：

由于采用3DP技術(shù)，噴墨砂型3D打印機(jī)制作砂型的速度大約為激光燒結(jié)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(jìn)行中小批量生產(chǎn)。

在航空航天、汽車(chē)業(yè)、國(guó)防軍工核電等行業(yè)，該技術(shù)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(zhǎng)的開(kāi)模時(shí)間與高昂的開(kāi)模費(fèi)用。同時(shí)該技術(shù)無(wú)視鑄件形狀，使得設(shè)計(jì)人員可以完全按照最優(yōu)的方案設(shè)計(jì)鑄件，不再受限于機(jī)械加工要求。

噴墨砂型3D打印的難點(diǎn)：

目前從事噴墨3D砂型打印技術(shù)研發(fā)的企業(yè)越來(lái)越多，每年都會(huì)涌現(xiàn)出幾家新企業(yè)。目前國(guó)內(nèi)該技術(shù)還處于起步階段，從事該技術(shù)的3D打印企業(yè)主要面臨以下問(wèn)題：

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

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

③噴頭技術(shù)依賴(lài)國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格昂貴，不能獲得最優(yōu)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)與及時(shí)的技術(shù)支持，企業(yè)開(kāi)發(fā)周期漫長(zhǎng)試錯(cuò)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(dǎo)致噴頭經(jīng)常堵塞；

⑤鑄造行業(yè)后處理工藝復(fù)雜，砂型運(yùn)輸包裝困難。

結(jié)束語(yǔ)：

噴墨砂型3D打印涉及多個(gè)學(xué)科，需要跨專(zhuān)業(yè)人才。此技術(shù)的重點(diǎn)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(kāi)設(shè)傳統(tǒng)噴墨打印類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)校能積極拓展噴墨3D打印技術(shù)，解決噴墨3D打印技術(shù)人才短缺問(wèn)題。

噴墨砂型3D打印涉及多個(gè)學(xué)科，需要跨專(zhuān)業(yè)人才