無墨噴水打印技術
關注創建者：justly 創建時間：2018-11-19
無墨噴水打印技術的實例教程
11月16日，吉林大學化學學院、超分子結構與材料國家重點實驗室張曉安教授科研團隊在無墨噴水打印方面取得突破性進展，其創新成果再次發表在《Nature Communications》雜志上。
文章鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-018-07211-z
2014年1月，《Nature Communications》雜志首次報道了張曉安教授科研團隊的無墨噴水打印技術，引起海內外專家學者、業內同行和國際國內主流媒體的高度評價和廣泛關注。該技術不僅有助于解決目前噴墨打印消費者面臨的墨盒堵塞、頻繁更換墨盒價格昂貴的問題，還有助于減少環境污染和資源浪費。
無墨噴水打印技術是以水代墨實現打印的技術，核心技術是打印紙，它具有水致變色可重復擦寫性質，從而實現了紙張的循環使用。
然而，由于之前的水致變色可重復打印紙都是基于單一的水致變色染料體系，每當需要一種新的顏色的可重復打印紙時，往往需要設計、合成新的水致變色染料，隨之而來的是較復雜的合成技術、較高的成本以及較長的周期。其中，對于黑色水致變色染料開發尤其困難，因此，最常用的黑色噴水打印還未有報道。此外，字跡保留時間短，以及基材的耐水性也是制約該項技術實際應用的技術瓶頸。
張曉安科研團隊受生命體系的啟發，巧妙地將單一水致變色染料體系擴展為由酸致變色染料和顯色劑構筑的雙分子水協同變色體系，遇水前染料和顯影劑不發生顯色，遇水后顯影劑與染料發生作用而顯示顏色(圖1a）。通過選用不同顏色的酸致變色染料，便可實現不同顏色的水顯色，這使得可重復擦寫紙的顏色拓展簡單化(圖1b）。
展開 南極熊導讀：粘結劑噴射金屬3D打印技術（BJ，Binder Jetting）近年從眾多的金屬3D打印技術中脫穎而出，已在全球形成一種強勁的趨勢；可能比SLM激光金屬3D打印技術有著更大規模工業應用潛力，今年大眾汽車和福特汽車紛紛宣布使用粘結劑噴射3D打印技術批量生產汽車零件。但與粘結劑噴射技術相關墨水、噴頭、燒結等核心技術一直被國外巨頭把持，成為國內相關領域的“卡脖子”技術。
南極熊不久前曾報道過，長沙墨科瑞公司成功研發出兩款環保型水性粘結劑噴射金屬3D打印用墨水，填補了國內空白。
2021年國慶假期剛過，南極熊獲悉，長沙墨科瑞研制成功獨特的粘結劑噴射金屬3D打印低溫燒結技術。
△低溫燒結后得到的金屬3D打印零件
01
粘結劑噴射金屬3D打印的優勢及挑戰
粘結劑噴射金屬3D打印技術（BJ，Binder Jetting），以高效的大幅面打印速度、高精度、高復雜結構、無支撐、多材料組合等，也已形成技術、成本等綜合競爭優勢。
然而，粘結劑噴射金屬3D打印技術（BJ）的進一步發展同樣面臨諸多挑戰。
除了相關裝備（噴頭、控制板卡）、材料（粘結劑、納米墨水）等“卡脖子”技術外，業內人士都知道，很大的挑戰還來自于后處理燒結技術。在金屬“生坯”的后處理冶金燒結過程中，會不可避免地出現收縮、非對稱變形等難以克服的技術問題。
打印的金屬“生坯”部件越大，出現的收縮、非對稱變形也會越大。這也是傳統的粉末冶金、MIM（金屬注射成型）不能制作大件的根本原因。
金屬“生坯”后處理燒結中出現的收縮、非對稱變形問題，同樣阻礙國外巨頭的發展。據了解，國外從事粘結劑噴射金屬3D打印技術（BJ）的公司，大都希望通過發展各種仿真燒結軟件或者開發金屬納米粘結劑來解決收縮和變形難題。
展開 2021亞洲3D打印、增材制造展覽會 (TCT Asia)于2021年5月26日-28日在國家會展中心（上海）7.1館隆重舉辦。作為官方戰略合作媒體，南極熊將會全程現場報道（地址https://www.nanjixiong.com/forum-229-1.html，或者直接下載安裝【南極熊3D打印】手機APP）,直播本次展會上的250多家3D打印展商，為未能到現場的觀眾開啟一雙南極熊之眼，領略行業風采。
南極熊在H18展位看到了德國金屬3D打印廠商SLM Solutions。作為全球多激光金屬打印的領導者，SLM展出了一批高質量的應用樣品，還有最新的FreeFloat無支撐技術。
△SLM?500
SLM?500的成型尺寸為500 x 280 x 365mm3，作為市場上第一款四激光系統，該設備非常適合大型金屬零部件的高效率、低成本生產。多激光搭接策略使得設備最多可配置4個700W激光器，可實現高達171立方厘米每小時的成型速度，確保最高的生產效率。SLM?500可實現高度自動化的閉環粉末供應、回收和篩分，以最大限度地減少操作人員對金屬粉末的直接接觸。搭配可交替使用的成型缸，可以盡可能地減少設備的停機時間，從而最大限度地提高生產力并降低零部件的單位成本。
FreeFloat無支撐技術
全新亮相的FreeFloat無支撐技術是SLM Solutions通過不斷探索與創新中實現的又一突破，通過將多項技術的統一整合，最終實現大幅減少或消除零件打印所需的支持結構。
展開 阿博格的增材制造技術被稱作無模成型技術（ARBURG Plastic Freeforming，簡稱APF），是阿博格在長期注塑加工的經驗上，創新的一項增材制造技術。其原理與我們常見的熔融擠出工藝類似，但又不完全相同，接下來就位大家詳細解讀APF原理。
2021年12月23日，以色列大尺寸3D打印機制造商Massivit 3D聯合南極熊開展了一場線上直播，介紹Massivit大尺寸、超快速3D打印在教育與科研領域的應用。本場直播由Massivit 3D大中華區區域經理張斌及Massivit 3D亞太區售前與售后服務經理戚國慶主講。
本文我們將通過圖文來介紹一下本場直播的部分精彩內容。
目前大尺寸的3D打印機正在被教育科研領域用于快速制造大尺寸且經濟的工件，包括工業設計、藝術設計、建筑設計與規劃、機械工程、表演藝術/娛樂、動畫動漫、航空航天、機器人自動化、汽車與交通工程、船舶設計與制造等專業。
以色列Massivit開發了凝膠點膠打印技術（GDP），根據AMPOWER發布的全球聚合物3D打印公司格局，Massivit的技術是獨一無二的。
從技術原理上來看，凝膠點膠打印技術（GDP）與熔融沉積成型（
FDM
）技術有很大的不同，所使用的材料為凝膠材料，無需進行加熱融化，通過點膠器擠出并使用紫外光進行固化。因此其打印速度極快，幾乎不需要填充與支撐，并且能夠打印大尺寸的工件。
基于這樣獨創的技術，在打印有一定傾角的結構時也無需打印支撐，比如倒立打印圓錐封頂結構。
與常規的FDM技術對比來看，GDP技術無需支撐可以減少材料用量，并且大幅縮短打印時間。
打印一個真人尺寸人像僅需6個小時，Massivit 1800一次成型的最大尺寸可以達到1.45米*1.11米*1.8米。在打印直徑為1米的圓盤時，Z軸方向打印速度為35厘米/小時。
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2021年12月23日，以色列大尺寸3D打印機制造商Massivit 3D聯合南極熊開展了一場線上直播，介紹Massivit大尺寸、超快速3D打印在教育與科研領域的應用。本場直播由Massivit 3D大中華區區域經理張斌及Massivit 3D亞太區售前與售后服務經理戚國慶主講。
本文我們將通過圖文來介紹一下本場直播的部分精彩內容。
目前大尺寸的3D打印機正在被教育科研領域用于快速制造大尺寸且經濟的工件
阿博格的增材制造技術被稱作無模成型技術（ARBURG Plastic Freeforming，簡稱APF），是阿博格在長期注塑加工的經驗上，創新的一項增材制造技術。其原理與我們常見的熔融擠出工藝類似，但又不完全相同，接下來就位大家詳細解讀APF原理。
塑料無模成型系統（APF）的基本生產原理如下：
基礎：3D CAD數據轉化為STL數據
通過軟件
南極熊導讀：粘結劑噴射金屬3D打印技術（BJ，Binder Jetting）近年從眾多的金屬3D打印技術中脫穎而出，已在全球形成一種強勁的趨勢；可能比SLM激光金屬3D打印技術有著更大規模工業應用潛力，今年大眾汽車和福特汽車紛紛宣布使用粘結劑噴射3D打印技術批量生產汽車零件。但與粘結劑噴射技術相關墨水、噴頭、燒結等核心技術一直被國外巨頭把持，成為國內相關領域的“卡脖子”技術。
南極熊不久前曾報道過
【科研摘要】
基于水凝膠的三維（
3D）生物打印已被證明有希望制造用于再生醫學的組織支架。值得注意的是，到目前為止，尚未完全實現對具有所需結構特性的水合和柔軟3D水凝膠支架的生物打印。此外，由于當前成像技術的局限性，生物打印水凝膠支架的評估仍然具有挑戰性，但對于支架設計，制造和縱向研究仍然至關重要。
最近，
薩斯喀徹溫大學
Ning Zhu
2021亞洲3D打印、增材制造展覽會 (TCT Asia)于2021年5月26日-28日在國家會展中心（上海）7.1館隆重舉辦。作為官方戰略合作媒體，南極熊將會全程現場報道（地址https://www.nanjixiong.com/forum-229-1.html，或者直接下載安裝【南極熊3D打印】手機APP）,直播本次展會上的250多家3D打印展商，為未能到現場的觀眾開啟一雙南極熊之眼，領略行業風采
圖2黑色噴水打印過程及打印效果圖
為了快速推進無墨噴水打印技術的產業化進程，早日實現產品市場化推廣，張曉安科研團隊與中國航天科技集團公司旗下的樂凱醫療科技有限公司從2016年5月便開展了深度合作。
