8张动图帮你快速看懂IBMMJF 3D列印控制技术

3D列印金融行业能被叙述为两个小水池，总市值数百万美元的Stratasys和3D Systems是那个水池里的鸭子。但水池旁是两个山桐子海豚的极地，比如说欧特克、空中巴士、谷歌、GE等。不过一两年前，水池和极地间的墙面已经开始崩盘，新一代步入3D列印近岸的海豚是IBM。

1. IBM怎样挺进3D列印?

前IBMCEO Meg Whitman

HP Inc.——将承继原IBM的笔记型电脑、列印机、和倍受高度关注的3D列印机销售业务。

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IBM3D列印机

2. IBM列印机成型原理

成形步骤

IBM所用的3D列印控制技术为多射流熔融(MultiJet Fusion)，其成形步骤如下图所示。

1. 铺设成形粉末（铺粉厚度范围70-100）;

2. 喷射助熔剂(fusing agent);

3. 喷射精细剂(detailing agent);

重复1-4直到所有的层片成形结束。

▲全套设备，从左至右依次是MJF 3D列印机、构建单元，处理站

HP列印机的核心是位于工作台上的两个模块：分别叫做“铺粉模块”(下图1)和“热喷头模块”(下图2)。“铺粉模块”是用来在列印台上铺设粉末材料的。“热喷头模块”则是用来喷射“助熔剂”和“精细剂”这两种化学试剂的，而该模块正是IBM这款列印机的最大亮点 — 它能以每秒每英寸3000万滴的量喷射这两种试剂。

▲铺粉模块

▲热喷头模块

实际的列印过程如下图所示：“铺粉模块”会首先上下移动铺设一层均匀的粉末。然后，“热喷头模块”会左右移动喷射两种试剂，同时通过两侧的热源加热融化列印区域的材料。那个过程会往复进行，直至最后列印完成。

▲热喷头模块喷射两种试剂并加热

▲铺设粉末

▲喷射“助熔剂”(黑色)和“精细剂”(偏透明)

▲最后加热，让粉末融化凝结

3. IBM列印机优势&控制技术限制

优势

1. 速度压倒性，超过普通控制技术的10倍。下图是以列印齿轮为例的速度对比，能看到同样耗费3小时，IBM多喷射熔融(MJF)控制技术足足列印出了1000个，远超过FDM和SLS控制技术。(点击FDM或SLS查看控制技术原理)

2. 列印件质量高。下面是两个小小验证，用列印的椭圆形结构吊起了一辆汽车。那个结构列印只用了30分钟，重1/4磅(约113克)，却可提起最高5吨的重量。

3. 高精度。列印的精度范围为0.02-0.1mm。

4.低成本。材料再利用率可达80%。

控制技术限制

1. 材料限制：现在可用材料为尼龙12(PA12)，而更多可用材料取决于HP对于精细剂的开发;对于金属器件的列印，可能无法使用一体机，因为直接在设备内部进行烧结/熔融需要的高温会影响电子器材包括喷头的运行。

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