喷墨砂型3D打印技术（铸造业人士要注意）

近日，有一个喷墨领域的3D打印技术人员inker，向南极熊投了一篇稿件，深刻地揭示了利用喷墨来实现砂型3D打印技术的要点。值得一读。

中国铸造一直面临大而不强的现状，关键高精密铸件主要依靠进口。加快砂型3D打印技术的推广与应用有利于推进中国由铸造大国向铸造强国迈进！
为加速中国砂型3D打印技术研发，科技部2016、2017、2018年年度增材制造重点专项分别批准了“大尺寸铸造砂型高效增材制造装备与工艺研究”、“高效宽幅微滴喷射阵列打印头的研发”、“砂型3D打印支撑的智能铸造产业化应用示范”三个项目，从核心器件--喷头、核心装备与应用示范三个方面进行布局来支持中国砂型3D打印技术发展，推进铸造业转型升级。

砂型3D打印在铸造工业的运用对传统制造业而言，影响巨大。这一优质高效的模式在国内的发展却是缓慢的，究其原因，是由于砂型3D打印设备的核心技术一直由国外企业垄断，导致打印设备价格高昂，随之而来的是3D打印居高不下的成本。

为了打破国内砂型3D打印设备的成本桎梏，广州爱司凯公司，攻克了工业喷头技术难题，研发出中国首台采用自主喷头的砂型3D打印机——爱司凯风暴S800，成功打破了国外垄断。

喷墨3D打印的分类：
喷墨砂型3D打印机一般采用的喷头为常规的压电喷头或者热发泡喷头（2D喷绘机喷头）或特殊改造过的喷墨打印头，属于采用喷墨打印头进行3D打印的技术之一。现阶段采用喷墨打印头进行3D打印的技术分为两大类：

喷墨直接成型技术与粉末粘接成型技术

喷墨砂型3D打印技术的由来：

喷墨砂型3D打印技术采用的是3DP技术，该技术是由美国麻省理工大学的伊曼纽尔教授等人发明，1989年提交专利申请，1993年被授权专利。1995年，Zorporation公司获得麻省理工大学的许可，利用该技术生产3D打印机，后来Zorporation公司又被3D Systems公司收购。原Zorporation公司成员后来又做了液态金属3D打印机XJET。据悉Zorporation公司成员部分来自于惠普公司，而惠普公司近年也开始大力布局粉末粘接3D打印技术。

3DP技术工作原理

喷墨砂型3D打印技术的优势：

由于采用3DP技术，喷墨砂型3D打印机制作砂型的速度大约为激光烧结覆膜砂速度的10倍，大大提高了砂型3D打印的生产效率，并能够进行中小批量生产。

在航空航天、汽车业、国防军工核电等行业，该技术适合样件的研发制造以及中小批量铸件的生产，省去了漫长的开模时间与高昂的开模费用。同时该技术无视铸件形状，使得设计人员可以完全按照最优的方案设计铸件，不再受限于机械加工要求。

喷墨砂型3D打印的难点：

目前从事喷墨3D砂型打印技术研发的企业越来越多，每年都会涌现出几家新企业。目前国内该技术还处于起步阶段，从事该技术的3D打印企业主要面临以下问题：

①3D打印技术研发人员对喷墨技术不够了解，喷墨打印技术研发人员对3D打印技术不了解；

②胶黏剂研发人员对墨水不够了解，墨水研发人员对胶黏剂不够了解；

③喷头技术依赖国外进口，价格昂贵，不能获得最优的驱动参数与及时的技术支持，企业开发周期漫长试错成本高昂；

④材料研发跟不上，找不到与喷头匹配性很好的材料，导致喷头经常堵塞；

⑤铸造行业后处理工艺复杂，砂型运输包装困难。

结束语：

喷墨砂型3D打印涉及多个学科，需要跨专业人才。此技术的重点在喷墨打印头，只有从原理上了解喷墨打印头，才能用好喷墨打印头。希望开设传统喷墨打印类专业的学校能积极拓展喷墨3D打印技术，解决喷墨3D打印技术人才短缺问题。

喷墨砂型3D打印涉及多个学科，需要跨专业人才