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Xjet改變3D打印游戲規(guī)則的潛力

Xjet的專利布局早在2011年就開始了,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、中國的不同區(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,無疑惠普是將專利做為公司戰(zhàn)略來經(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似之處,Xjet的技術(shù)聽起來頗具顛覆性,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)備以及特殊裝置來剖析來勢(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,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Xjet又在光伏領(lǐng)域的專利申請(qǐng)來看,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”,聽起來有點(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??梢苑治鰴z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驅(qū)動(dòng)的;以及防護(hù)罩,包括在噴嘴前面的開口,其中開口是被配置為: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在所述防護(hù)罩內(nèi)的所述開口而被分配;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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