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目前 3D 打印技术已突破传统单材均质打印加工的限制,实现了多材料、多颜色及彩色表面纹理贴图制件的精细复杂打印成型。彩色 3D 打印能直接获得产品设计五颜六色的外观效果,不需要复杂的后处理流程3d技术打印,在牙科、医疗、军工和消费产品等行业有着巨大优势[。聚合物喷射( Poly Jet) 是实现彩色 3D 打印技术的重要手段。国内已有不少企业、高等院校及科研院所在进行这方面的一些研究和生产实践,但有关 Poly Jet 彩色 3D 打印成果方面的文献资料较少,主要停留在打印原理的简单介绍阶段。
( Poly Jet) 3D 打印原理如图1所示,通过压电式喷头将液态光敏树脂喷射到工作台上,形成给定厚度的具有一定几何轮廓的一层光敏树脂液体,然后由紫外灯发射紫外光对工作台上的这层液态光敏树脂进行光照固化; 完成固化后,工作台精准地下降一个成型层厚,然后再进行第二层具有一定几何轮廓的液态光敏树脂固化成型; 如此循环进行多次( 层) 固化成型3d技术打印,使其整体厚度和形状达到设计要求,成型结束。
图 1 聚 ( Poly Jet) 工艺原理示意图
图 2 所示 J750 彩色 3D 打印机是美国 Stratasys 公司2016 年 4 月发布的新产品,采用聚合物喷射( Poly Jet) ,能够同时打印 6 种基本材料( 软性模型材料,硬性白、黑、黄、青和品红模型材料) 和支撑材料,通过不同的基本材料配比和组合,可实现不同色彩的 3D 打印。
图 2 Poly Jet 彩色 3D 打印机( Stratasys J750)
J750 彩色 3D 打印机的 Poly Jet 喷头共有八组喷孔,每组 192 个,共 1 536 个; 分别连接6 种光敏树脂模型材料 ( 含软性模型材料 1 组,硬性白、黑、黄、青和品红模型材料各 1 组) 和 2 组水溶性支撑材料。清洁剂喷孔,共 8 个,分列于喷头两侧,用于喷射清洁剂以清洁喷头表面。Poly Jet 彩色 3D 打印过程中,可以由对应喷孔直接喷出各种颜色的光敏树脂材料; 白、黑加上黄、青和品红三原色为 5 种基本颜色,其他颜色由三原色按照不同比值相加混合而成。
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