光固化成型技術PolyJet技術的成型原理、材料及應用

2021-01-07 3D列印了解及應用

成型原理:

PolyJet聚合物噴射技術是以色列Objet公司(現已被被Stratasys收購)於2000年初推出的專利技術,PolyJet技術也是當前最為先進的3D列印技術之一。它的成型原理與3DP有點類似,不過噴射的不是粘合劑而是聚合成型材料,如圖所示為PolyJet聚合物噴射系統的結構:

PolyJet的噴射列印頭沿X軸方向來回運動,工作原理與噴墨印表機十分類似,不同的是噴頭噴射的不是墨水而是光敏聚合物。當光敏聚合材料被噴射到工作檯上後,UV紫外光燈將沿著噴頭工作的方向發射出UV紫外光對光敏聚合材料進行固化。 完成一層的噴射列印和固化後,設備內置的工作檯會極其精準地下降一個成型層厚,噴頭繼續噴射光敏聚合材料進行下一層的列印和固化。就這樣一層接一層,直到整個工件列印製作完成。

技術特點:PolyJet技術可同時混合多種基礎材料,目前可同時混合7種基礎成型材料,支持全彩色列印,得到性能更為優異的新材料,極大的擴展了其應用領域。

PolyJet技術的優缺點:

優點:

1、 成型模型質量高。最薄層厚為14微米,確保獲得表面質量高,細節表現好的部件和模型。

2、 精度高:精密噴射與材料性能可保證細節精細;

3、 環保清潔:適合辦公室環境使用,樹脂盒方面更換,支撐容易去除,噴頭可單獨更換;

4、 多用途:材料品種多樣,可適用於不同幾何形狀/機械性能及顏色部件。同時提供為眼鏡定製、醫療領域,個性化定製需求強烈的行業開發的專用材料。

缺點:

1、 需要支撐結構,對於封閉的內部管道,目前無法實現列印;

2、 耗材成本高。和國產光敏樹脂相比,成本相對較高;

3、 機械性能較低。因為是光固化成型技術,其模型強度、硬度等無法與FDM/SLS成型技術相比。

PolyJet技術的成型材料:

光敏樹脂材料。Stratasys目前開發出二十幾種基礎材料,設備可同時加載7種成型材料,混合成50萬種不同材料,支持一次性全彩色軟硬列印。同時提供為眼鏡定製、醫療領域,個性化定製需求強烈的行業開發的專用材料。

PolyJet技術的應用:

因PolyJet技術的細節表現好,精度高,材料種類顏色多,已經被廣泛應用在各行各業。

全彩軟硬模型列印,透明產品列印,多用於外觀驗證及裝配測試;

精度高、表面細節好的鑄造模具,以及小批量注塑模具;

醫療行業的演示模型,進行術前指導;

包裝行業的產品外包裝設計,原型驗證等等。

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