納米顆粒噴射NPJ金屬、陶瓷3D打印技術(shù)，XJet的Carmel 1400（M、C）來了

2019年11月19日，目前全球規(guī)模最大的3D打印專業(yè)展會FORMNEXT在德國法蘭克福舉行，全球超800家3D打印廠商參展，中國展商超70家。為了滿足中國數(shù)十萬熊友對全球3D打印發(fā)展最新情況的了解，南極熊作為FORMNEXT2019中國戰(zhàn)略合作專業(yè)媒體，在展會現(xiàn)場進(jìn)行報道。

△以色列XJet的展位

△視頻實拍

在展會現(xiàn)場，南極熊看到了以色列金屬、陶瓷3D打印廠商XJet的展位，在本次展會中，XJet實物展出了采用NanoParticle噴射技術(shù)（NPJ）的Carmel 1400M金屬3D打印機 和 Carmel 1400 C陶瓷3D打印機。
XJet的陶瓷和金屬3D打印機基于其專利的NPJ 3D打印技術(shù)，這種增材制造工藝使用液體分散來制造3D打印零件，這與許多金屬3D打印工藝中所使用的粉末熔融工藝不同。在NPJ技術(shù)中，陶瓷和金屬顆粒在液體中被噴射出來，當(dāng)它沉積到構(gòu)建平臺上時，液體蒸發(fā)，留下了陶瓷或金屬的熔融層。所得零件具有很高的細(xì)節(jié)，表面光潔度和準(zhǔn)確性。

XJet在其Carmel系列增材制造系統(tǒng)中采用了NPJ技術(shù)。這包括Carmel 1400和較小的Carmel 700。XJet最近對Carmel 1400系統(tǒng)進(jìn)行了更名，以區(qū)分哪些平臺可以處理陶瓷（C）或金屬（M）。在本次展會上，XJet就展示Carmel 1400M和Carmel 1400C 3D打印機。

△XJet Carmel 1400 M噴射金屬3D打印機

XJet Carmel 1400M使用不同的納米顆粒墨水分別打印目標(biāo)對象和支撐結(jié)構(gòu)，最大成型尺寸500毫米x280毫米x200毫米（約1400立方厘米），最小打印層厚可以達(dá)到幾微米（意味著成品精度可以達(dá)到0.1毫米），操作十分簡單，還可以通過app遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視，因此適合許多行業(yè)使用。

XJetCarmelAM系統(tǒng)適用于保健和醫(yī)療器械、牙科、汽車、航空航天、消費品、珠寶和服飾、能源、工裝等多個行業(yè)，實現(xiàn)短期制造、按需制造、快速原型等作用。

△XJet Carmel 1400 M噴射金屬3D打印機打印倉

XJet Carmel 1400M采用的NPJ 3D打印技術(shù)具體流程如下：
1. 徹底粉碎。3D打印機會首先將大分子金屬顆粒粉碎成納米級技術(shù)顆粒；
2. 注入墨水。液態(tài)金屬材料由兩部分組成：納米級金屬顆粒和特殊粘合墨水。粉碎后的金屬顆粒會注入XJet研發(fā)的粘合墨水中，金屬不會在墨水中融化，而是形成懸浮物充滿整個腔體；
3. 擠出液態(tài)混合物，固化成型，打印產(chǎn)品。

△XJet Carmel 1400 M噴射金屬3D打印機參數(shù)

XJet的專利NanoParticle Jetting™技術(shù)使用固體金屬納米顆粒在液體懸浮液中。這些材料以及支撐材料都作為密封的墨盒交付，可以輕松地手動加載到XJet系統(tǒng)中，無需處理金屬粉末。這種適用于液態(tài)金屬的專有噴射打印技術(shù)能大規(guī)模、低成本、高效率地定制化生產(chǎn)金屬零件。

在現(xiàn)場，南極熊看到，以色列carmel 1400M金屬3D打印機打印出來的金屬零件都非常的小，但是精度很高。

△噴射金屬3D打印樣品

△噴射金屬3D打印樣品

△噴射金屬3D打印樣品

作為全球金屬3D打印的先鋒，XJet獨創(chuàng)了劃時代的金屬納米顆粒噴墨3D打印技術(shù)，而陶瓷作為3D打印中的一種相對較新的材料，在過去的幾年里，生產(chǎn)過程中仍遇到很多障礙，大多數(shù)陶瓷3D打印機是用擠出的方式，如今XJet將NPJ技術(shù)與陶瓷3D打印相結(jié)合，如此一來，陶瓷3D打印也可以實現(xiàn)大規(guī)模高效生產(chǎn)，在更廣的領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用

△XJet Carmel 1400 C噴射陶瓷3D打印機

Jet Carmel 1400C噴射陶瓷3D打印機適用于需要高生產(chǎn)率、出眾品質(zhì)、復(fù)雜幾何形狀的應(yīng)用，Carmel 1400C系統(tǒng)非常適合于不同行業(yè)中的各種創(chuàng)意陶瓷增材制造應(yīng)用。具有1400cm2（217in2）的制造成型平臺（業(yè)內(nèi)最大的平臺），可同時生產(chǎn)多個陶瓷零件。

采用XJet的NanoParticle Jetting™（NPJ）技術(shù)，能夠生產(chǎn)出最高質(zhì)量的陶瓷增材制造零件，具有前所未有的細(xì)節(jié)，擁有高質(zhì)量表面和精確度，而不會影響產(chǎn)量或制造時間。

△XJet Carmel 1400 C噴射陶瓷3D打印機打印倉

XJet Carmel 1400 C噴射陶瓷3D打印原理：
將墨盒裝載到3D打印機上，系統(tǒng)將液體噴射在構(gòu)建平臺上，高溫使其蒸發(fā)，僅留下陶瓷材料薄層。
XJet將該項技術(shù)的優(yōu)勢成為“創(chuàng)新三維度”：

• 隨機納米顆粒：顆粒大小與形狀隨機分布，組裝形式自然；
• 支撐材料：可溶且易于拆除；
• 單步燒結(jié)：非UV材料易于燒結(jié)。
  

△XJet Carmel 1400 C噴射陶瓷3D打印機操作界面

△XJet Carmel 1400 C噴射陶瓷3D打印機參數(shù)

△噴射陶瓷3D打印樣品

△噴射陶瓷3D打印樣品

△噴射陶瓷3D打印樣品

最后，讓我們再來回顧一下該公司獨有的納米顆粒噴射3D打印技術(shù)：

①將大分子金屬顆粒粉碎成納米級顆粒：

②將納米金屬顆粒注入粘合劑，構(gòu)成完整的打印墨水：

  

在墨水中，金屬顆粒會以懸浮態(tài)均勻分布：

  

③通過特制的噴頭將墨水噴出實現(xiàn)打印：

逐層噴射構(gòu)建，層厚可小于2微米：

成型之后，構(gòu)建室會將前面起到的粘合劑蒸發(fā)，只留下金屬部分：

  

成型溫度約為300℃：

  

這種技術(shù)的好處之一是能使用普通的噴墨打印頭作為工具，之二則是無需借助任何外力即可通過專門的技術(shù)融化去除支撐結(jié)構(gòu) — 與普通的選擇性激光燒結(jié)（SLS）金屬3D打印工藝需要以同樣的材料建立支撐相比不但更容易實現(xiàn)，能顯著減少浪費，從而降低成本，而且能給予設(shè)計師更大的自由 — 因為它是通過融化去除的，理論上可以無限添加。

通過這種技術(shù)打印出來的金屬部件在機械性能等各方面都幾乎可以與傳統(tǒng)的鑄造件一較高下。另外，與其它金屬3D打印技術(shù)相比，這種技術(shù)不但更加清潔，還能實現(xiàn)更強的一致性。

這種技術(shù)有許多優(yōu)點，包括：
①更高的產(chǎn)品精度
②更靈活的產(chǎn)品尺寸
③材料利用率高，節(jié)約成本
④直接獲得可應(yīng)用的產(chǎn)品，不用打磨
⑤無需惰性氣體或者真空環(huán)境，更加安全
⑥材料選擇方便，顆粒度也可調(diào)節(jié)
⑦支撐更容易去掉
⑧整個打印流程更加簡單


關(guān)于Xjet
Xjet有限公司成立于2013年，是一家提供新型陶瓷技術(shù)和金屬增材制造設(shè)備的以色列公司，其科學(xué)顧問委員會由Dan Shechtman擔(dān)任首席科學(xué)顧問。Xjet有限公司應(yīng)用新型納米金屬粒子噴射技術(shù)Nano Partical Jetting（NPJ），可安全、快速地打印金屬、陶瓷部件，達(dá)到較高的精度，并且從工藝上省略了成本高昂的后續(xù)處理工序。

南極熊作為FORMNEXT2019中國戰(zhàn)略合作專業(yè)媒體，在展會現(xiàn)場進(jìn)行報道，請關(guān)注南極熊3D打印網(wǎng)http://m.lhkhtyz.com的“FORMNEXT 2019”專欄

https://v.qq.com/x/page/n3026o5p9ip.html納米顆粒噴射NPJ金屬、陶瓷3D打印技術(shù)現(xiàn)場拍攝

技術(shù)非常獨特