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3D列印技術中的噴墨法,可以製得精細且準確的物件,但速度慢、機器設備昂貴及需要二次加工等是其缺點。

噴墨法主要分為熱量相變化噴墨法(Thermal phase change inkjet)及光致聚合物相變化噴墨法(Photopolymer phase change inkjet)等2種,分述如下。

熱量相變化噴墨法

此技術在過去亦稱為彈道顆粒製造法(Ballistic Particle Manufacturing,BPM),是由Solidscape公司(現為Stratasys公司所擁有)開發,其使用2個噴頭,1個供建造材料(Object material)用,1個供支撐材料(Support material)用,此技術是利用噴射出的液態或熔融態建造材料在冷卻後變為固體(即產生相變化)的特性來進行製造,其示意圖如下:

Solidscape  

 

該噴墨機的主要構件包括建造材料(藍色部分)及支撐材料(粉紅部分)的加熱儲槽,熔融液態的建造材料及支撐材料是以絕熱管線送至各自的噴頭(Jetting headB,噴頭依據列印物件的幾何形狀噴射出材料的微小液滴,這些液滴在著陸後快速冷卻,形成物件的一層,所謂的依需列印(Drop On DemandDOD)技術只在需要形成物件的點放置液滴。

 

物件的一層完成之後,研磨頭(Milling headC壓過該層,使其有均勻的厚度,多餘的顆粒以真空吸除,並以過濾器(顆粒收集系統D)捕捉。

接著檢查噴頭的噴孔狀態,如果沒有問題,升降台(Elevator)下降一層的厚度,開始下一層的噴印;如果發現噴孔堵塞,則進行清洗,完成之後,將該瑕疵層磨除,重覆以上步驟即可製得物件。物件完成之後,蠟質支撐材料以熔融或溶解去除。

 

此技術可以製得最為精細、最具細節且準確度高的物件,但速度慢、可用的建造材料有限、需要後續鑄造加工及機器設備昂貴(至少美金40000元以上)等是其缺點。

 

光致聚合物相變化噴墨法

以色列的Objet公司(現已與Stratasys公司合併)在2000年初推出第一台以Polyjet技術為基礎的此型機器,所用的建造材料及支撐材料均為光致聚合物,但噴墨頭較大,噴完一層之後,以架在噴頭上的UV泛光燈(Flood lamp)曝光硬化,支撐材料在物件完成之後,以加壓水洗除。

Photopolymer Phase Change Inkjets示意圖  

 

此技術與光固化成形法的規格類似,但價格較便宜,另外,其使用方便性與較低價的3D印表機相似,所以此技術相當成功。ObjetEden機型可列印低至16微米的單層厚度,幾乎不需後加工或修飾。

 

接近光固化成形法的精細解析度及良好準確度(但仍有不及)、可使用多種材料且部分材料可以數位方式混合以得到撓性及剛性部分/複合色/連續變化性質、大噴頭可加快列印速度等是其優點。但機器設備及材料昂貴、需要後續加工以去除支撐材料及伴隨而來的髒亂是其缺點。

(取材自additive3d.com

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    lazybone1960 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()