黏结剂喷射
喷墨头给粉末喷胶，再对零件进行固化或烧结（黏结剂喷射）
黏结剂喷射先铺一层薄薄的粉末，再用喷墨头在每一层上打印一种液体胶（称为黏结剂）来制造零件。它的原理很像办公室打印机，只不过用粉末代替了纸。它之所以重要，是因为它是成批打印金属件最快的方法之一，铸造厂还用它打印铸造用的砂型。
工作原理
切片模型。 软件把三维模型切成薄层。零件可以紧密排列、上下堆叠，因为粉末会把它们托住。
铺一层粉。 供粉活塞上升，铺粉器（滚轴或刮刀）铺出一层薄而均匀的粉末，金属通常为 0.05–0.1 mm。
喷射黏结剂。 喷墨打印头扫过，只在零件该层截面所在位置滴下微小的黏结剂液滴。被粘住的颗粒结成一体，其余仍是松散的。
下降并重复。 成形箱下降一层，循环重复，直到箱子装满。打印过程中不需要激光或加热。
固化与去粉。 箱体加热使黏结剂变硬，然后把松散的粉末刷掉、吹走并回收再用。粘好的“生坯”零件很脆，像粉笔一样。
炉内烧结。 金属件放入炉中，加热到接近熔点，黏结剂烧掉，颗粒熔合在一起。零件在致密化过程中每个方向收缩约 15–20%。
关键数据
- 材料
- 不锈钢、工具钢、铜和其他金属；铸造砂；陶瓷；用于全彩模型的石膏
- 典型零件
- 成批的小型金属件、铸造用砂型和砂芯、陶瓷件、彩色人偶
- 零件尺寸
- 金属件通常不大于拳头；砂型打印机可打印长达数米的砂箱
- 精度
- 金属：烧结后因收缩约为 ±1–2%；砂型：约 ±0.3 mm
- 表面质量
- 哑光且略有颗粒感，像精细的铸件；常做喷砂或抛光
- 适合的批量
- 数百到数万件小型金属件；砂型从单件到小批量
- 模具与设备成本
- 无需模具；设备加烧结炉的成本为几十万到一百多万美元
- 速度
- 打印很快，整箱往往只需数小时，但固化和烧结还要再加一天或更久
优点与局限
优点
- 整箱零件快速打印，无需支撑
- 打印时不加热，因此没有翘曲或残余应力
- 无需模样，直接根据文件打印砂型和砂芯
- 批量生产时，每个金属件的成本低于激光粉末床熔融
局限
- 零件在烧结时会收缩，因此很难达到严格公差
- 生坯零件很脆，需要小心搬运
- 可能残留一些气孔，因此强度可能不及完全熔化的金属
- 薄壁和大面积平板件在炉中可能塌陷或变形
应用领域
- 铸造厂发动机缸体、泵壳、样机用的砂型和砂芯
- 汽车小型金属支架和配件；铸件用的型腔
- 消费品批量生产的锁具、工具和眼镜用钢件
- 工业泵叶轮、喷嘴、陶瓷件
- 艺术与设计石膏制的全彩人偶和建筑模型
如何识别
- 哑光、略有颗粒感的表面，有点像精细铸件或烧结金属。
- 没有支撑痕迹，零件边缘看上去略显圆润。
- 砂型上有砂质、易碎的质感，曲面上有淡淡的台阶纹。
- 大批量、完全相同的极小金属件。
对比
观看
Mars Gadgets · 粉层、喷墨黏结剂和烧结，面向初学者
AM Media | The Cool Parts Show · 行业记者谈黏结剂喷射及其烧结步骤
CATI: Computer Aided Technology is now GoEngineer · 打印机演示，以及生坯零件的去粉
voxeljet · 打印的砂型和砂芯，然后浇注金属
查看实拍照片
- 维基百科：黏结剂喷射 — 工艺步骤、材料和历史；以文字为主
- 维基百科：3D 打印工艺 — 黏结剂喷射与其他增材工艺的比较
- 维基共享资源图片搜索
记住
- 黏结剂喷射用喷墨液滴一层层粘合粉末，打印时不加热。
- 金属件刚出来时很脆，必须在炉中烧结，并且会收缩。
- 它适合成批的小型金属件，以及铸造用的打印砂型。
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