粘合劑噴射是目前市場上廣泛使用的一種增材制造工藝，它的工作原理與其他 3D 打印方法類似，不同的是它是基于微滴粘合劑和粉末原料制造，所兼容的材料包括金屬、沙子、陶瓷和復合材料等。

粘結劑噴射技術是逐層制造所需部件，根據(jù)所使用的粘合劑和粉末，可能需要進行后處理步驟，如燒結。這種3D打印工藝在材料和設計方面具有很高的靈活性，以及生產(chǎn)大型部件的能力，這使得它成為許多制造商所看好的一項關鍵技術。但是，當一個公司想要整合粘合劑噴射時，應該考慮什么？該技術的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)是什么？

粘合劑噴射3D打印是如何工作的？

像其他所有的增材制造工藝一樣，粘合劑噴射是通過材料層的疊加來生產(chǎn)零件的。在這種情況下，粉末床的理想顆粒是球形的，直徑為1微米。為了使粉末顆粒相互粘連，使用打印頭將粘合劑噴到板上的所需位置。這一過程逐層重復，直到獲得最終的物體。

粘結劑噴射的材料靈活性

粘合劑噴射技術與金屬、陶瓷、沙子和復合粉末等多種材料兼容。因此，它是一項能解決多種類型應用的技術。例如，砂型粘結劑噴射在鑄造核心或模具的設計中很受歡迎，避免了對模具的需求，提供了更大的設計自由度。Andreas Müller解釋說："ExOne沙子3D打印使用鑄造級沙子和粘合劑來制作金屬鑄造的模具和芯子。沙子也被打印成其他復雜的設計，再與樹脂浸潤在一起，形成耐用的最終使用部件。打印介質(zhì)和粘結劑的組合是為每個應用定制的。我們的3D打印機可以處理各種砂鑄材料，包括硅砂和陶瓷砂。不同的粘合劑，如呋喃、酚醛和無機粘合劑可用于鑄造從鋁和鎂到鐵和鋼的各種合金"。

如果現(xiàn)在把目光轉(zhuǎn)向金屬，同樣存在材料的多樣性。Lefteris Havouzis說："一般來說，所有的合金都可以有效地燒結（主要是鐵基合金，如不銹鋼、工具鋼、鎳基超級合金、鉻鈷合金，以及難以焊接的合金，如耐火合金）。最重要的一點是，粘結劑噴射可以用于難以焊接的合金，而這是激光增材工藝難以實現(xiàn)的?！?/span>

在工藝方面，打印后的燒結步驟是必不可少的一步。在離開3D打印機后，通常被稱為生坯部件的部件充滿孔隙，會變得非常脆弱，必須進行熱處理以獲得其最終的機械性能。與其他使用粉末的金屬工藝不同，金屬粘合劑噴射不需要打印支撐，因為周圍的粉末支撐著零件。

最后，在陶瓷方面，粘合劑噴射也是制造商使用的技術之一。Vincent Poirier解釋說："理論上，所有的陶瓷材料都可與粘結劑噴射兼容，只要開發(fā)了合適的粘結劑，并且可以制備出球形顆粒或可以順利鋪展的粉末。在實踐中，為該工藝開發(fā)的陶瓷材料往往會比增材制造技術更具有優(yōu)勢"。因此，在選擇陶瓷粉末粘結時，應用是關鍵。你必須有一個非常具體的項目，否則，選擇這種工藝是不靠譜的。氧化鋁、氧化鋯、碳化硼或浸潤碳化硅都是可以用于粘合劑噴射的陶瓷，并且它們在太空領域有著廣闊的應用前景。

粘合劑噴射的優(yōu)點和局限性

如前所述，粉末粘結的主要優(yōu)勢之一是它的材料兼容性。不過，一切都是相對的：例如，盡管激光增材技術的應用很廣泛，但可用于這一技術的金屬材料范圍卻很有限。但是，粘結劑噴射能夠根據(jù)所需的應用在粉末/粘合劑上進行組合，這一方向是非常有趣的。

這也是一項允許生產(chǎn)大型部件的技術，當然，這取決于機器的能力。事實上，粘合劑噴射是在室溫下進行的，這消除了熱變形（翹曲）的風險。因此，用戶將能夠想象更大和更復雜的零件。Lino3D的Lefteris Havouzis補充說："與其他的金屬3D打印技術相比，粘結劑噴射技術設計的自由度要更大，可以實現(xiàn)更復雜的生產(chǎn)組合，減少制作時間。在同一次打印中，我們可以打印幾十個不同的批次，而不需要任何改變。"

除了零件的數(shù)量之外，還可以提到工藝的相對速度和簡單性。Andreas Müller評論說："粘結劑噴射技術在增材制造方法中特別以其高容積率輸出而聞名。在增材制造技術中，它也是與傳統(tǒng)印刷最相似的，方法簡單，速度快。粘合劑的功能就像墨水一樣，它在粉末層上移動，就像在紙上打印一樣，形成最終產(chǎn)品。相比之下，許多其他形式的3D打印是用一個點--通常是激光或噴嘴--將材料擠壓、熔化或焊接在一起來制造零件。這種工藝需要更多的材料和時間，以單點逐層拉出每個零件。" 相比之下，粘結劑噴射機可以一次沉積許多粘結劑液滴，減少制造時間，提高生產(chǎn)率。然而，請注意，后處理步驟會延長這個過程。