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Xjet改變3D打印游戲規(guī)則的潛力

Xjet的專(zhuān)利布局早在2011年就開(kāi)始了，從設(shè)備到材料，到特種應(yīng)用，再到后處理，甚至是歐洲、美國(guó)、中國(guó)的不同區(qū)域?qū)＠?，Xjet都靜心的做了布局，這跟惠普的做派有得一拼。

惠普在正式宣布其多射流打印技術(shù)之前，其專(zhuān)利的擁有數(shù)量就名列前茅，僅次于3D Systems, Stratasys與麻省理工。不僅僅是專(zhuān)利數(shù)量，其在不同材料以及不同的應(yīng)用領(lǐng)域的分布之廣泛，無(wú)疑惠普是將專(zhuān)利做為公司戰(zhàn)略來(lái)經(jīng)營(yíng)的。

如果你認(rèn)為Xjet只是看上了快速原型的市場(chǎng)，那你一定大錯(cuò)特錯(cuò)。除了公開(kāi)的市場(chǎng)資料，Xjet的設(shè)備有哪些獨(dú)特之處？他們還有可能進(jìn)入到哪些看似小眾的金屬打印領(lǐng)域？應(yīng)用行業(yè)方面，他們又是如何在“鉆營(yíng)”？一起揭開(kāi)面紗看Xjet。

圖：Xjet的金屬打印

從材料
到設(shè)備的布局

與大名鼎鼎的惠普類(lèi)似之處，Xjet的技術(shù)聽(tīng)起來(lái)頗具顛覆性，Xjet關(guān)鍵詞包括：納米金屬射流技術(shù)、金屬混合油墨、新型噴墨裝置和噴射方法（高溫處理）、出色的分辨率、高于SLS激光燒結(jié)5倍的速度。Xjet頗具Game Changing的派頭，究竟Xjet技術(shù)層面有什么特別之處？我們看到的冰山一角的水面之下還有怎樣的天地？3D科學(xué)谷特別從材料到設(shè)備以及特殊裝置來(lái)剖析來(lái)勢(shì)兇猛的Xjet。

材料

用于3D噴墨打印的碳化鎢/鈷油墨組合物

Xjet的碳化鎢/鈷油墨組合物中包括作為載體起作用的液體媒介物，作為亞微米顆粒、納米粒子的碳化鎢(WC)和鈷(Co)。鈷也可以在油墨中以前驅(qū)體(precursors)的形式存在，例如可溶解的有機(jī)鈷化合物、鹽或絡(luò)合物。

這種油墨在完成Xjet的3D打印之后，生坯被送去經(jīng)受燒結(jié)過(guò)程，在真空和低溫度(幾百攝氏度)下加熱，其中有機(jī)材料被除去(脫結(jié)合階段)，隨后是在接近于Co的熔點(diǎn)的溫度進(jìn)行的液相燒結(jié)。在燒結(jié)之后，可達(dá)到切割刀具所需要的機(jī)械強(qiáng)度和硬度。

碳化鎢是硬質(zhì)合金的主要原料，硬質(zhì)合金是由細(xì)顆粒的硬質(zhì)合金由粘結(jié)金屬硬質(zhì)合金制成的復(fù)合材料，是一種非常硬的材料，經(jīng)常使用在機(jī)械和汽車(chē)工程和建材行業(yè)。硬質(zhì)合金模具是鋼模的的壽命十幾倍乃至幾十倍，硬質(zhì)合金模具高硬度、高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐高溫并且膨脹系數(shù)小，一般都是采用鎢鈷的硬質(zhì)合金。

在這方面，德國(guó)弗朗霍夫（Fraunhofer）研究所的研究人員已經(jīng)成功地使用3DP粘合劑噴射三維打印技術(shù)生產(chǎn)硬質(zhì)合金模具。在3D 科學(xué)谷看來(lái)，現(xiàn)在Xjet的碳化鎢/鈷油墨組合物技術(shù)或許與Fraunhofer將產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。

當(dāng)然，這種特殊的油墨只是Xjet材料技術(shù)中的一例，Xjet對(duì)材料布局的全面版圖目前3D科學(xué)谷還不得而知，只是透過(guò)Xjet又在光伏領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)來(lái)看，Xjet對(duì)特殊材料以及特殊應(yīng)用的打印“情有獨(dú)鐘”。

設(shè)備

具有可移動(dòng)打印頭的噴墨打印系統(tǒng)

Xjet的噴墨打印系統(tǒng)包括：能夠在打印過(guò)程中相對(duì)于彼此移動(dòng)的兩個(gè)或更多的打印單元；具有一個(gè)或多個(gè)打印頭的打印單元共同形成了頭部設(shè)置；以及控制器用以控制所述打印單元的移動(dòng)以在打印過(guò)程中動(dòng)態(tài)地改變所述頭部設(shè)置。

每秒鐘噴射出上千滴“油墨”，聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)像大幅面數(shù)碼打印以及紡織品的打印，Xjet的特別之處在于其噴射頭多次經(jīng)過(guò)相同區(qū)域，每次具有小的偏移，使得每個(gè)噴嘴在若干略微不同的位置噴射。因此，給定噴嘴所形成的打印區(qū)域會(huì)與一個(gè)或多個(gè)其它噴嘴的打印區(qū)域重疊。由于相同區(qū)域由多于一個(gè)的噴嘴打印，因此這些重疊的打印區(qū)域可以用來(lái)減輕噴射不足或完全不噴射的缺陷噴嘴的影響。因此，使用這種具有重疊打印區(qū)域的多次通過(guò)式噴射可以使得系統(tǒng)即使在具有若干缺陷噴嘴的情況下仍能夠形成高質(zhì)量的打印。

判斷噴嘴缺陷和需要打印補(bǔ)償?shù)膮?shù)可以包括例如噴射脈沖、波形、幅值和/或溫度。另外，在設(shè)備的維護(hù)站區(qū)域，噴嘴還接受各種維護(hù)程序，包括例如使用液體或空氣沖洗噴嘴、擦拭并且/或者刷掃噴嘴和/或孔板、對(duì)整個(gè)噴嘴組或部分噴嘴進(jìn)行火噴射、對(duì)噴嘴進(jìn)行加熱或冷卻或者使用液體清洗頭部。可以分析檢查結(jié)果以檢測(cè)出例如失效噴嘴、薄弱噴嘴、彎曲噴嘴、不適當(dāng)?shù)哪瘟炕虼蛴☆^的不對(duì)齊還可以更換具有永久缺陷的噴嘴。

特殊裝置

帶有自清洗、防沉積與除煙氣裝置的打印系統(tǒng)

Xjet帶有整合的清洗機(jī)構(gòu)的打印頭裝置包括：液體分配頭，包括一個(gè)或多個(gè)液體分配噴嘴，這些噴嘴被包含在噴嘴板內(nèi)，所述液體分配頭是由至少第一壓力和第二壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)的；以及防護(hù)罩，包括在噴嘴前面的開(kāi)口，其中開(kāi)口是被配置為：a. 當(dāng)打印液體是由所述第一壓力驅(qū)動(dòng)下從所述分配頭中被分配時(shí)，所述打印液體是以脈沖方式通過(guò)在所述防護(hù)罩內(nèi)的所述開(kāi)口而被分配；b.當(dāng)清洗打印液體是由所述第二壓力驅(qū)動(dòng)下從所述分配頭中被分配時(shí)，所述打印液體是被抽吸到在所述防護(hù)罩與所述噴嘴板之間形成的毛細(xì)間隙，因而從所述噴嘴附近去除所述清洗打印液體。

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