快速成型与3D打印 多头喷射技术（MJP） 19.Polyjet聚合物喷射.doc

职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 快速成型与3D打印 制作人：吴兵 PAGE 3 制作人：吴兵 二、聚合物喷射（Polyjet） Polyjet技术是由以色列Objet公司于2000年发明并申请专利，2012年Objet公司并入Stratasys公司。 1. PolyJet工艺原理 Polyjet打印时，使用多喷头在成型托盘上喷射一层超薄的光敏树脂。每铺完一层后，由紫外线照射快速固化和硬化每层光敏树脂。每打印完一层，机器内部的成型托盘下降一个层厚，喷头继续一层一层地工作，直到原型件完成。精密的工具软件保证了所有的喷头能协调运作，能同步地往底盘上喷射等量的材料。这就产生了特别平坦和光滑的表面。成型时使用了两类不同的光敏树脂材料：一类是用来成型实体部件的成型材料，另一种类胶体的用来支撑部件的支撑材料。支撑结构的骨架先提前预排好程序用来配合复杂的成型件，如空腔、悬垂、底切、薄壁的截面。成型完成后，利用水枪就可以轻易地移除支撑材料，留下光滑的表面。 Polyjet原理示意图 2. 成型特点 Polyjet使用的激光光斑在0.06-0.10毫米，打印精度远高于SLA；Polyjet可以使用多喷头，在打印光敏树脂的同时可以使用水溶性或热熔型支撑材料，而SLA和DLP的打印材料与支撑材料来源于同一种光敏树脂，所以去除支撑时容易损坏打印件；由于可以使用多喷头，可以实现不同颜色和不同材料的打印。 （1）PolyJet技术的优点 打印精度高。高达16μm的层分辨率和0.1mm的精度，可确保获得光滑、精准部件和模型。 清洁。适合于办公室环境，采用非接触树脂载入/卸载，支撑材料的清除很容易。 打印速度快。可实现快速的打印，并且无需二次固化。 用途广。由于打印材料品种多样，可适用于不同几何形状、机械性能及颜色的部件。此外，所有类型的模型均使用相同的支持材料，因此可快速便捷地变换材料。 （2）PolyJet技术的缺点 需要支撑结构。 耗材成本相对较高。尽管与SLA一样均使用光敏树脂作为耗材，但价格比SLA高。 成型件强度较低。Polyjet需要特别研发的光敏树脂，成型后的工件强度、耐久性都不是太高。 3. Polyjet材料 Polyjet光敏聚合物材料种类很多，从橡胶到刚性材料，从透明到不透明，从无色到鲜艳多彩，从标准等级到生物相容性材料。Stratasys公司将其分为牙科与生物相容材料、助听材料、高温材料、透明材料、刚性不透明材料、聚丙烯类材料、橡胶类材料、数字 ABS 材料、支撑材料和清洗液体材料等十余种。现在高级设备可以同时使用多种材料进行打印不同颜色、不同质感的产品。 4. Polyjet厂商及设备概况 目前市场上Polyjet工艺的主要是Stratasys公司的Objet系列产品。3D Systems公司也有采用类似的被称为多喷头树脂喷射固化成型技术（Multi-Jet Printing，MJP），MJP与Polyjet工艺不同之处主要在于MJP采用了蜡作为支撑材料，而Polyjet采用的是类胶体的树脂。 Stratasys Objet350 Polyjet 3D打印机及打印的彩色头盔 Stratasys J750 Polyjet 3D打印机及打印的鞋子模型 3D System Projet5000 MJP打印机及打印的模型