华科大魏青松：高效率喷印3D打印技术最新进展与挑战，全球新趋势
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2019年8月，在武汉举办的国产粘合剂微滴喷射金属3d打印机发布会上，南极熊听取了华中科技大学材料科学与工程学院魏青松《高效喷印3d打印技术最新进展与挑战》的报告。
△“微滴喷射金属3d打印机 ”3dp技术基本原理：铺一层粉末材料→打印头喷出液态的黏合剂把粉末按照指定位置黏合→再铺一层粉末材料→再黏合，如此层层堆叠黏合，直到打印出指定的零件毛坯；传统3d打印技术是从点→线→面→体，而3dp技术是直接从线→面→体的成形过程。以前使用石膏粉末材料，现在进化成使用尼龙、金属等粉末材料，即可制造出具有一定性能的零件。对于金属打印来说，打印出毛坯之后，还需要加热烘干脱黏合剂、以及高温烧结。
△目前砂型喷印打印机已经获得了较大范围的应用，例如voxeljet，在铸造方面成本可以降低38%。
△高性能塑料喷印3d打印技术已经初步成熟，惠普采用的multi jet fusion打印技术，比现有的3d打印快10倍，打印机价格更低，打印产品的强度也比现有的打印机要高。
△喷印3d打印聚合物应用广泛，包括医疗、汽车、铸造、模具等行业，相比起来速度更快、成本更低、应力更小。
△金属3d打印机（高能束）是当前增材制造工业应用领域的最热门技术，包括slm、lens、esm等高能束。
但是还有很大的缺陷：
加工慢
成本高
一套粉末激光增材装备的进口价格需要400——1000万元，国产价格也需要200——300万元。
△随着喷印3d打印技术的不断完善和发展，已经开始逐渐向金属3d打印领域快速发展了。2018年，美国把“喷印金属3d打印”评为“全球十大突破技术”。ge、hp、stratasys、voxeljet等国际3d打印厂商已经推出相应技术的金属机。
△喷印3d打印金属的基本原理：铺一层粉末材料→打印头喷出液态的黏合剂大批金属粉末按照指定位置黏合→再铺一金属层粉末材料→再黏合，如此层层堆叠黏合，直到打印出指定的零件毛坯，打印出毛坯之后，还需要加热烘干脱黏合剂、以及高温烧结。desktop metal的一款机器dm production，具有32768个喷嘴，主要是喷射抗烧结剂。
△目前，喷印3d打印技术在多种材料上取得了成功，包括不锈钢、模具钢、钛合金等等。
△喷印金属3d打印可以有效的降低个性化定制的成本，例如一个个性化定制的高尔夫球杆，传统cnc加工需要412美元，slm金属3d打印需要1000美元，而喷印金属3d打印技术只需要73美元将就可以制作完成。
△喷印金属3d打印可以有效的缩短交货周期，传统的mim用模具价格昂贵，而且交货时间需要10——14周，采用喷印3d打印技术不到一周就可以交货。
△喷印金属3d打印可以改善零件性能，耐磨性增强。
△华中科技大学快速制造中心2015年开始喷印3d打印技术的研究，在2018年“sls与铸造技术复合应用成果”获得国家技术进步二等奖。
△华中科技大学快速制造中心在喷印3d打印领域取得了很大研究进展，溶剂法喷印3d打印铸造砂型可以有效的避免喷头堵塞，并且抗拉强度可以的高达4.75mpa 在精度方面也有极大地提高。
△溶剂法喷印3d打印铸造砂型可以有效的避免喷头堵塞
△溶剂法喷印3d打印铸造砂型在强度方面提高了3倍
△纳米陶瓷墨水喷印3d打印陶瓷，可以将陶瓷初坯致密度从37%提高至45%，提升率达到了18.9%，烧结件的抗弯强度也提高了158.3%，但是烧结件的收缩率降低到了8%。
△基于完全毛细链接作用的喷印3d打印金属，适用粉末广泛，不需要添加其他材料，初坯精度高，粘结剂含量少，可以有效的节约后处理时间。
△致密度最高可以达到98.37%
维氏硬度最高可以达到233.78hv
△维氏硬度最高可以打带65.66hv，
△与武汉易制合作的鞋模金属模具喷印整体成型，可以完成结构复杂、具有薄壁结构和个性化的鞋模开发，综合成本为4000元每件，生产周期约为2天。
△通过增大成型腔的体积，增加喷空数量优化机械设计来提供设备的工作效率。
△可以开发多种新型复合材料，扩大喷印3d打印技术的应用面。
△喷印3d打印在创意玩具、医学模型、铸造、复杂金属件有着广阔的应用前景。
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