從立項(xiàng)到量產(chǎn)耗費(fèi)10年，詳解AMSKY愛司凱3D噴墨打印頭及應(yīng)用

2022年9月19日，第二十屆中國(guó)國(guó)際鑄造博覽會(huì)在上海舉行， 上市公司AMSKY愛司凱參加了本屆展會(huì)，并在其展位上通過直播的形式介紹了“愛司凱的3D噴墨打印頭及砂型打印案例”，本次直播由愛司凱噴頭專家王磊以及愛司凱靖江3D打印中心副總經(jīng)理張常飛主講，本文南極熊來回顧一下直播的主要內(nèi)容。

王磊首先拋出了第一個(gè)問題：為什么壓電噴墨打印頭國(guó)產(chǎn)化這么難？

因?yàn)閴弘妵娔�打印技術(shù)涉及眾多難點(diǎn)，包括：涉及多學(xué)科領(lǐng)域、精密微機(jī)械加工、眾多生產(chǎn)級(jí)測(cè)試設(shè)備需自主研發(fā)以及國(guó)外噴頭技術(shù)的壟斷。在重重困難下，AMSKY愛司凱從項(xiàng)目立項(xiàng)到實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)整整用了10年的時(shí)間。

2012年，AMSKY立項(xiàng)研發(fā)壓電式噴墨打印頭，從2014年開始陸續(xù)申請(qǐng)相關(guān)專利，核心專利包括“一種噴墨打印機(jī)噴頭的墨腔結(jié)構(gòu)”、“供墨壓力自動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置”、“噴頭噴孔的雙向清洗機(jī)構(gòu)”、“可拆卸孔板的噴頭”等等。

AMSKY愛司凱是國(guó)內(nèi)首個(gè)擁有壓電噴墨打印頭自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的品牌，壓電式噴墨打印頭的墨量范圍從3PL-80PL不等，可以滿足不同領(lǐng)域?qū)�噴墨精度的要求。主要�?D噴墨打印、電子、紡織印刷、陶瓷建材、廣告?zhèn)髅降裙�業(yè)噴墨打印技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)數(shù)字化先進(jìn)噴墨打印提供核心部件。

王磊提出的第二個(gè)問題是，為什么要專門研發(fā)3D噴墨打印頭？

因?yàn)?D打印涉及的液體材料多種多樣：有的粘度特別高；有的化學(xué)性質(zhì)特別活潑；有的分散性特別不好；有的密度偏高等等。使用一種噴頭無法滿足所有材料，所以需要根據(jù)不同材料，定制不同類型的噴頭。

目前，AMSKY愛司凱推出的3D打印噴頭主要有三種類型：

●3D樹脂類專用噴頭，適用于呋喃、酚醛、環(huán)氧樹脂的噴射；
●3D固化劑類專用噴頭，適用于有機(jī)酸、無機(jī)酸、酯類、胺類等固化劑的噴射；
●3D陶瓷類專用噴頭，適用于水基溶液的噴射。

以環(huán)氧樹脂為例，其粘度在200-2000mPa.s，導(dǎo)致流體阻力增加。AMSKY 3D樹脂類專用噴頭通過增加流道截面積，配備熱循環(huán)系統(tǒng)（保證噴頭在80-100攝氏度下穩(wěn)定工作）和高電壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的打印。

對(duì)于有機(jī)酸類的墨水來講，其化學(xué)性能較為活潑，對(duì)金屬材料有腐蝕、對(duì)高分子材料有溶脹現(xiàn)象。為了打印這種材料，AMSKY固化劑專用噴頭更換了流道材料（單晶硅、硅酸鹽），更換了粘結(jié)劑（耐強(qiáng)酸），并在液體流過的界面增加半導(dǎo)體級(jí)涂層（耐強(qiáng)堿強(qiáng)酸）。
對(duì)于水基墨水來講，主溶劑為水，容易產(chǎn)生氣泡。溶質(zhì)密度偏大，固含量偏高，容易沉淀。AMSKY陶瓷類專用噴頭通過增加脫氣單元，增加回流流道截面積，更改為正壓供墨系統(tǒng)等方式實(shí)現(xiàn)對(duì)水基墨水的噴墨打印。

目前AMSKY愛司凱的噴墨打印頭有512孔和1024孔兩種，分辨率分別為200dpi和400dpi。

要想讓噴墨系統(tǒng)正常工作，除了壓電式噴墨打印頭之外，還需要打印軟件、供墨維護(hù)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等。王磊表示，AMSKY愛司凱的噴頭壽命超過1000億次。

張常飛在直播中介紹了愛司凱的3D打印應(yīng)用案例，2018年愛司凱推出了第一臺(tái)砂型打印機(jī)S800，2019年S2000產(chǎn)品正式投放市場(chǎng)，2021年T2000全套解決方案正式投入商用，2022年新一代機(jī)型將面世，將投入商用。

張常飛表示，目前從3mm的薄壁產(chǎn)品到1噸以上的鑄鐵產(chǎn)品，都可以用3D打印的砂型來鑄造。

對(duì)于鑄鎂鋁合金產(chǎn)品，最大的鑄鋁件可以做到500kg，復(fù)雜的油管可以做到φ3-φ5mm之間。

鑄銅產(chǎn)品方面，愛司凱在黃銅和青銅方面做了很多案例。

鑄鋼產(chǎn)品

高溫合金產(chǎn)品，可以做到熔點(diǎn)1700℃的產(chǎn)品。

最后，張常飛展示了砂型鑄造的工藝流程，主要分為三個(gè)階段：工藝設(shè)計(jì)階段，砂型制作階段和產(chǎn)品制作階段。

以上就是本場(chǎng)直播的主要內(nèi)容，對(duì)于愛司凱噴墨打印頭和砂型打印機(jī)感興趣的讀者，可以關(guān)注愛司凱。也可以掃描下方二維碼觀看直播回放。

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