PolyJet 与 InkJet：主要差异和比较分析

喷墨技术最初发明用于 2D 打印机。这种方法将不同颜色的墨水小滴沉积在页面上以创建图像。喷墨技术的 3D 打印版本与 2D 版本没有太大区别：它将不同颜色或光聚合物材料的多个液滴沉积到构建平台上，然后使用紫外线固化“打印”层。重复这个过程，直到整个部件被逐层打印出来。 

多喷印刷是喷墨印刷的一种。它使用相同类型的材料和相同类型的固化工艺。与其他技术相比，Polyjet 机器的打印速度非常快，并且可以创建复杂的多材料和多色零件。

本文将比较 Polyjet 与基本喷墨打印机以及基于激光的打印技术。

Polyjet 定义以及与喷墨的比较

Polyjet 是 Stratasys 开发的基于建模的多喷射 3D 打印技术的商标。多喷头工艺最初由 Object Geometry, Ltd. 于 1998 年开发，后来被 Stratasys 收购。该过程利用打印头，可以将材料沉积在构建平台上，就像普通喷墨打印机一样。因此，多喷打印机是喷墨打印机的一个子集。 

多喷打印机打印的材料必须是光聚合物。这些聚合物在暴露于紫外线时会固化。打印机的工作原理是将多个光聚合物液滴分配到构建平台上，并立即将紫外光源传递到沉积的光聚合物上。紫外线使打印层固化，之后构建平台向下移动一层高度，然后沉积下一层。 Polyjet 打印机具有多个打印头，可以打印多色和多材料零件。 

与喷墨相比，聚合喷墨是其子集，仅专注于使用光聚合物进行打印。然而，这些光聚合物可以具有多种特性和颜色。喷墨是指从一系列喷嘴喷射墨水、培养细胞甚至导电墨水的过程。 

要了解更多信息，请参阅我们的什么是 Polyjet 指南。

与其他喷墨技术相比，Polyjet 有何优势？

下面列出了 Polyjet 与其他喷墨打印机相比的一些优点：

1. Polyjet 可以生产全彩零件，无需任何后处理，例如喷漆或染色。  
2. Polyjet 可以生产多材料零件。这是因为每个独立的喷墨喷嘴可以沉积不同的材料。没有其他技术能够实现这一壮举。 

与其他喷墨技术相比，Polyjet 有何缺点？

下面列出了 Polyjet 与其他喷墨打印机相比的一些缺点：

1. 去除支撑需要使用水射流，这不是机器的一部分。因此，多喷头打印机必须安装在管道附近，并且必须有自己的专用清洁站。 
2. 虽然多喷头打印机可以具有较大的打印体积，但它们无法像多喷头融合打印那样利用整个体积，后者将多个部件堆叠在一起。

喷墨定义以及与 Polyjet 的比较

喷墨技术最初是由佳能的远藤一郎（Ichiro Endo）和惠普的乔恩·沃特（Jon Vaught）独立开发的一种在纸张上打印墨水的技术。随后，Object Geometry, Ltd.（后来被 Stratasys 收购）于 1998 年将该技术应用于 3D 打印。喷墨打印机主要有两种类型：材料喷射和粘合剂喷射。材料喷射从一系列喷嘴沉积多个光聚合物液滴，以打印多色和多材料部件——多喷射打印就是一个例子。另一方面，粘合剂喷射将粘合剂沉积到塑料粉末上，将塑料颗粒粘合在一起。或者，当使用热源熔化塑料时，将熔剂沉积在粉末上以帮助熔化粉末，就像 HP 多喷头熔融 3D 打印机一样。喷墨技术还用于生产肉类，通过一次沉积一层培养细胞来打印一块肉。

与其他3D打印技术相比，喷墨有哪些优势？

下面列出了喷墨方法与其他3D打印技术相比的一些优点：

1. 喷墨打印机可以使用多种材料，例如用于在食品、培养肉、粘合剂或熔合剂上进行打印的墨水。其他印刷技术仅限于一次使用一种或最多两种不同的材料。 
2. 喷墨打印机打印零件的速度比大多数其他技术快得多。喷射工艺已被许多其他印刷技术所采用，例如 MJF，并且每种技术都具有速度优势。

与其他 3D 打印技术相比，喷墨有哪些缺点？

下面列出了喷墨与其他 3D 打印技术相比的一些缺点：

1. Polyjet 只能使用光聚合物。虽然材料开发仍在进行中，但光聚合物在机械强度、抗疲劳性和一般耐化学性方面不如 PBF（粉床融合）和 FDM（熔融沉积成型）打印机中使用的其他标准热塑性塑料。 
2. 先进光聚合物的成本远高于用于 FDM 的标准塑料丝或用于 PBF 打印机的粉末。 

喷墨与其他3D打印技术对比表

下面的表 1 比较了 Polyjet（喷墨）和 SLS（选择性激光烧结 - 一种粉末床熔融技术）：

表 1：Polyjet 与 SLS 比较

属性 Polyjet SLS

属性

打印分辨率

聚合喷射

55微米

SLS

100微米

属性

可打印大型零件

聚合喷射

是的

SLS

是的

属性

可同时打印多种颜色

聚合喷射

是的

SLS

没有

属性

可同时打印多种材料

聚合喷射

是的

SLS

没有

属性

可打印弹性材料

聚合喷射

是的

SLS

是的

属性

最小特征尺寸

聚合喷射

0.2毫米

SLS

0.75毫米

属性

零件需要支撑结构

聚合喷射

是的

SLS

没有

属性

最大打印量

聚合喷射

1×0.8×0.5米

SLS

0.55×0.55×0.75毫米

Polyjet 生产的零件具有各种不同颜色和材料类型的良好表面光洁度，而 SLS 往往具有颜色有限的粗糙哑光表面。

喷墨技术与激光技术：技术比较

喷墨3D打印技术是基于纸张打印技术。它的工作原理是将多个塑料点沉积到构建平台上。然后在施加下一层之前使用紫外线固化塑料。在某些情况下，在打印下一层之前，需要使用滚筒压平该层。另一方面，SLS（选择性激光烧结）等激光技术使用激光作为热源来熔化塑料颗粒。或者，在 SLA（立体光刻）打印机中使用 UV 激光来打印光聚合物。

喷墨技术与激光技术：材料比较

喷墨式打印机要么像 Polyjet 那样仅使用光聚合物，要么可以使用食物、粘合剂甚至培养细胞。这些光聚合物可以是刚性的、透明的、弹性体的，也可以是专门配制的，以模仿某些热塑性塑料（如 ABS）的特性。其他喷墨式打印机使用光聚合物粘合剂与热塑性粉末基料（通常是尼龙）的组合。多喷头打印就是一个例子。

激光打印机通常使用热塑性粉末进行打印。这些打印机通过将激光扫过一层薄薄的塑料粉末来将颗粒融合成零件层的形状。 

喷墨技术与激光技术：产品应用比较

喷墨打印机（包括 Polyjet）主要用于功能性多材料和多色原型。喷墨部件还用于更实际的应用，例如牙科模具、镜片、密封件和手术辅助设备，但不适合齿轮等耐磨工业应用。

粉末熔融床激光技术可以打印更多功能的材料，如尼龙甚至金属。这允许制造最终用途零件，而不仅仅是原型。该技术无法打印多种颜色或材料。 

喷墨技术与激光技术：打印量比较

喷墨和激光技术都可以打印大体积的打印件，并且适用于批量生产。最大的 Polyjet 喷墨打印机的构建体积为 1 x 0.8 x 0.5 m。选择性激光烧结机的构建体积稍小，为 0.55 x 0.55 x 0.75 m。

喷墨技术与激光技术：表面光洁度比较

喷墨技术可以生产表面非常光滑的零件。这就是为什么它们非常适合一次性功能原型。基于激光的打印技术可生产具有哑光效果的零件。激光打印件的表面如果需要着色也很难进行后处理，只能通过染色来着色。

喷墨技术与激光技术：成本比较

喷墨 3D 打印机使用特殊的光聚合物，每公斤的成本高达 500 美元。 SLS 等激光技术使用热塑性粉末，这种粉末的生产成本要低得多，平均每公斤成本仅为 50 美元。 

使用喷墨的 3D 打印技术有哪些？

许多不同的 3D 打印技术都利用喷墨技术。下面列出了最常见的：

1. 多喷射： 使用多个独立喷嘴将光聚合物分布到构建平台上，然后紫外线固化光聚合物以生产多材料、多颜色部件。
2. 多射流融合： 当红外加热器经过塑料层时，多个喷嘴将熔剂和细节剂分配到热塑性粉末上以促进熔化。细节剂确保保持锋利的零件边缘。 
3. 粘合剂喷射： 将粘合剂分布在一层粉末上，基本上将颗粒粘合在一起，而不是将它们熔化。

Polyjet 和 Inkjet 有何相似之处？

喷墨是多喷打印机采用的基本技术。多喷打印只是喷墨技术的一种。 

还有哪些其他 3D 打印工艺可与 Polyjet 相媲美？

以下是与 Polyjet 类似的工艺：

• Polyjet 与立体光刻 (SLA)： SLA 是一种 3D 打印技术，利用紫外线一次固化单层光聚合物。它不使用喷射来沉积材料，而是将构建平台放入光聚合物桶中，并将零件的横截面投影到构建平台上以固化所有塑料。有关详细信息，请参阅有关 Polyjet 与 SLA 的指南。

还有哪些其他 3D 打印工艺可与喷墨相媲美？

以下是与喷墨类似的工艺：

• 喷墨与多喷头融合 (MJF)： MJF 利用喷嘴将熔剂涂在一层塑料粉末上，形成当前层所需的横截面形状。在层的所有边缘上涂上细化剂，以防止熔池渗出零件边界。

摘要

本文讨论了喷墨技术和多喷头 3D 打印工艺之间的差异。要了解有关喷墨技术和多喷头 3D 打印的更多信息，请联系 Xometry 代表。

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迪恩·麦克克莱门茨

Dean McClements 是机械工程荣誉学士学位毕业生，在制造业拥有二十多年的经验。他的职业生涯包括在 Caterpillar、Autodesk、Collins Aerospace 和 Hyster-Yale 等领先公司担任重要职务，在那里他对工程流程和创新有了深入的了解。

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