導讀：3D打印技術正在不斷發展，然而FDM技術卻似乎遇到了瓶頸：打印精度和速度始終不盡如人意，比不上SLA技術。但是，可打印的塑料類型卻比SLA的樹脂更多，這就產生了現在的“雞肋”狀況。

△Sculpman噴嘴

2021年10月11日，南極熊獲悉，總部位于比利時的工程初創公司Sculpman正在利用新專利“可變噴嘴技術”推進FDM/FFF 3D打印。Sculpman稱新型打印頭歷經兩年研發，兼具速度和精度。它摒棄了傳統固定尺寸的圓形噴嘴形狀，選擇連續可變開口，沉積寬度能夠達10毫米且沉積表面平坦，能夠打印堅固、精確的聚合物部件，并將打印時間從幾小時縮短到幾分鐘。

△更高擠出速度

FDM的技術限制

材料擠出模式是最常見的3D打印技術，因為易于使用和不斷增加的材料兼容性，這項工藝已被用于高強度汽車模具、非關鍵飛機部件，甚至是車輛部件等。除了PLA和ABS等基本聚合物，這項技術還可以使用PEEK等工程級熱塑性材料，甚至是碳纖維尼龍等纖維增強復合材料。

△Sculpman扁平噴嘴視圖，照片來自 Sculpman

然而，FDM 3D打印技術在很大程度上依賴于固定尺寸的圓形噴嘴。雖然較小的噴嘴尺寸能夠實現超高精度，但因為打印速度太慢而無法用于大型零件。而較大的噴嘴能夠快速打印，但會失去幾何精度。盡管有幾家公司試圖通過更換工具或物理改變噴嘴直徑來改進這項技術，但是由于壁面滑移變化、噴嘴壓力增加、噴嘴和進料器之間缺乏協調等因素，這些改進大多不是很成功。

△噴嘴示意圖

可變噴嘴技術

Sculpman的可變噴嘴技術放棄了圓柱形排布方式，通過擠出不同寬度的扁平矩形減少不必要的重復打印步驟。新噴嘴本身具有可無限旋轉的矩形開口，確保始終垂直于行進方向，在路徑規劃方面具有更大靈活性，同時改善層對齊和粘附。

△打印形狀差別

噴嘴還裝有兩個滑動元件，可以在打印中不斷改變開口大小，如同調整相機光圈一樣，甚至可以完全關閉以完全切斷材料流。

△無限旋轉能力

Sculpman的熱端系統將提供0到10毫米的開口配置，橫截面為0.5毫米，構建速度高達每小時500立方厘米。根據Sculpman的說法，新型噴嘴還有效地將擠出寬度與層高分離，因此用戶可以選擇較寬的擠出寬度加快構建速度，但無法通過進一步通過層高改善傾斜表面打印效果。

△擠出過程中連續可變的寬度

當前噴嘴設計與2.85毫米長絲兼容，無論是否帶有擠出驅動子組件。另外，Sculpman還在開發顆粒原料打印系統。據悉，這種可變噴嘴技術將在Formnext 2021的11號展廳D11展位展出。

△可環形打印

不得不說，這種設計確實讓南極熊眼前一亮。就像畫畫一樣，對于大面積涂色需求，寬線條最為合適；但是要進行精細描邊的話，還是細線條更為實用。這種改進相當于將噴頭變成了一個可以隨時改變寬度的“畫筆”，因此能夠兼具速度和精度。如果在實際操控上真的能夠實現精確打印，那無疑會讓大部分“雞肋”的FDM機器重獲新生！