粘合剂喷射机：类型、用途、优点和限制的深入指南
任何对增材制造的好处和出色结果感兴趣的人都有一长串方法可供选择。其中值得注意的是粘合剂喷射，它将液体和粉末混合在一起，为艺术、航空航天、医疗和工业领域（以及其他一些领域）制造印刷产品。
对于那些不太熟悉粘合剂喷射的人，我们将更详细地介绍该过程的含义、其缺点和优点，以及它通常最适合哪些应用。
什么是粘合剂喷射 (BJ)？
粘合剂喷射（或 BJ）是众多 3D 打印技术之一，但更具体地说，它通过使用工业打印头来结合和粘合液体剂和粉末。它可以通过这种方式打印沙子、金属、复合材料和陶瓷零件，并且完全有能力创建高质量的构建。现有系统、机器和软件的两个示例是 3D Systems 的 ProJet MJP 5600 和 Stratasys 的 J5 MediJet。
粘合剂喷射 (BJ) 如何工作？
让我们更深入地了解粘合剂喷射的工作原理。使用粘合剂喷射打印零件的步骤是：
- 首先，您将创建一个设计的 CAD 文件。然后，这将被切片并以正确的顺序向粘合剂喷射打印机发送指令。
- 然后，滚筒将在构建平台上涂上一层均匀、薄薄的粉末。
- 接下来，打印头四处移动，根据物体的切片文件将液体粘合剂涂在粉末的特定区域上。
- 然后将构建平台降低一层的厚度。
- 另一层粉末被滚筒铺展，同样的步骤再次发生，粘合剂滴落到粉末的特定部分。这个过程一层一层地发生，直到你得到成品。
- 完成后，任何未使用的粉末都将被留下并从构建平台上清除。
粘合剂喷射 3D 打印有哪些优势？
以下是使用粘合剂喷射印刷相对于其他方法的一些优点：
- 能够创建具有精确尺寸的构建
- 在室温下工作（这有助于减少翘曲和残余应力
- 您可以使用 BJ 创建大型和小型构建
- 与其他 3D 打印技术相比，它的速度要快得多
- 它比激光型号更实惠、更节能
- 陶瓷和金属粉末等材料往往更便宜
- 未结合的粉末可作为天然支撑，提供更大的灵活性并减少浪费
- 任何未使用的粉末都可以重新用于未来的打印作业
粘合剂喷射 3D 打印有哪些缺点？
尽管它具有一系列不错的优点，但粘合剂喷射也有一些缺点需要注意：
- 采用粘合剂喷射制成的金属结构具有较高的孔隙率和较低的机械性能
- 这并不总是结构部件的选择
- 在“绿色”状态下，零件可能会变脆
- 几乎总是需要进行后处理，这会延长时间
- 粘合剂喷射的分辨率通常比其他 3D 打印方法更低
粘合剂喷射 (BJ) 的过程是什么？
使用粘合剂喷射打印零件的步骤如下：
- 创建零件的 CAD 文件并对其进行切片。然后使用该文件以正确的顺序向打印机发送要打印零件的指令。
- 构建平台上覆盖着一层薄薄的粉末材料，并使用滚筒将其均匀分布。
- 打印头根据物体的切片文件，有选择地将粘合剂涂在需要的粉末上。
- 然后将构建平台降低一层的厚度。
- 在前一层上铺上另一层粉末。然后粉末颗粒通过液体粘合剂粘合在一起，形成物体。这个过程逐层重复，直到创建整个对象。
- 任何未结合的粉末都会保留在物体周围。这在后处理步骤中被删除。
粘合剂喷射 (BJ) 有哪些类型
您将使用的粘合剂喷射机的类型取决于所使用的粘合剂和粉末。粘合剂喷射中使用的一些常见粘合剂类型包括：
聚合物粘合剂
聚合物粘合剂通常与陶瓷粉末搭配使用，并且可以通过热处理去除。它们的粘度较低，很容易通过 BJ 印刷进行涂抹。
水基粘合剂
您会发现这些粘合剂与沙子或其他矿物粉末协同工作。它们更加环保，并且可以通过干燥或烧结轻松去除。
溶剂型粘合剂
溶剂型粘合剂最适合金属和陶瓷粉末，并且可以通过称为溶剂脱脂的工艺将其去除。它们的固体含量很高，可以轻松涂抹在床上。
呋喃粘合剂
呋喃粘合剂是用糠醇制成的，通常与砂粉一起使用来制造铸造用的模具和型芯，尤其是更复杂的设计。它们具有良好的机械强度和热稳定性，可以通过热或酸催化剂固化。您可以轻松地将模具从铸件上取下。
硅酸盐粘合剂
这些粘合剂由硅酸钠或硅酸钾制成，是铸造时的另一种选择，并且与砂粉配合良好（并且在模具制成后非常适合黑色金属）。它们具有良好的耐火性能，在高温下没有问题。它们通过干燥或添加酸催化剂来固化。
酚醛粘合剂
用于铸造目的的另一种选择是酚醛粘合剂（由酚醛树脂制成）。它们具有良好的机械强度和尺寸稳定性，并且可以通过热固化。如果您需要高强度、高温产品，它们是非常棒的选择。
UV粘合剂
对于这种类型的粘合剂，您需要使用紫外线，并且它们不适用于许多材料（光聚合物树脂是最好的），但它们确实可以生产高分辨率和复杂的零件。
哪些材料可用于粘合剂喷射 (BJ)？
有许多材料可用于粘合剂喷射。以下是主要类型的概述：
- 金属： 不锈钢、钛、铝和铜，可制造具有高强度和耐用性的零件。
- 陶瓷： 瓷砖、卫生洁具和绝缘体，使用氧化铝、氧化锆和碳化硅等材料。
- 沙子： 与粘合剂（如呋喃、硅酸盐或酚醛树脂）混合以制造铸造用的模具和型芯。
- 塑料： 聚酰胺、聚丙烯和聚碳酸酯等粉末，用于制造汽车和医疗行业的消费品或零部件。
- 复合材料： 碳纤维和玻璃纤维与聚合物粘合剂混合。
要了解更多信息，请参阅我们的 3D 打印材料完整指南。
粘合剂喷射 3D 打印的示例有哪些？
以下是粘合剂喷射 3D 打印系统的一些示例：
- 3D Systems 的 ProJet MJP 5600。
- Stratasys 的 J5 MediJet。
粘合剂喷射有哪些应用？
这种 3D 打印有很多用途，本文仅涵盖其中的一小部分：
- 原型
- 航空航天组件
- 铸造图案
- 珠宝
- 全彩装饰物
- 型芯和模具
- 工具
粘合剂喷射常见问题解答
粘合剂喷射成本是多少？
通常，粘合剂喷射机的成本高达 100,000 美元以上。对于企业主和制造商来说，这通常非常经济，因为这些打印机不消耗太多电力并且使用更便宜的材料。
Binder 喷射是一种快速 3D 打印工艺吗？
是的，事实上，粘合剂喷射通常被认为是最快的 3D 打印技术。它可以在更短的时间内生产大量产品，而不会损失精度。
粘合剂喷射 3D 打印需要支持吗？
不，粘合剂喷射通常不需要任何类型的额外支撑结构，因为滚到打印床上的粉末已经提供了这种结构。这意味着可以在同一粉末床上同时打印多个零件，非常适合中低批量生产。
粘合剂喷射仅适用于金属吗？
不，粘合剂喷射适用于比金属更多的材料。您还可以使用沙子、陶瓷和一些聚合物进行打印。
凯特·德·纳乌姆
Kat de Naoum 是一位来自英国的作家、作家、编辑和内容专家，拥有 20 多年的写作经验。 Kat 拥有为各种制造和技术组织写作的经验，并且热爱工程领域。除了写作之外，Kat 还担任了近 10 年的律师助理，其中 7 年从事船舶融资工作。她为许多出版物撰写文章，包括印刷版和在线版。 Kat 拥有金斯顿大学英国文学和哲学学士学位以及创意写作硕士学位。
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