3DP三維印刷成型：3D打印的彩色世界
今天為你帶來的是3DP技術。3DP技術由麻省理工學院的Emanual Sachs教授團隊于1993年發明。基于這項技術，Sachs教授在3D打印領域里獲得了40多項專利，并開創了一個全新的產業。這項技術廣泛應用于電子產品的陶瓷部件、金屬模具、醫療裝置等領域。
3DP成型同樣受到國內學者的關注。西安交通大學、天津大學、清華大學、中國科技大學、華中理工大學等國內高校對3DP工藝看展了深入研究，并在一些領域形成了自己的特點。
1 3DP技術原理
三維印刷成型（Three Dimensional Printing，3DP），又稱為噴墨粘粉式技術、粘合劑噴射成型，美國材料與測試協會增材制造技術委員會（ASTMF42）將3DP的學名定為Binder Jetting（粘合物噴射）。3DP技術由美國麻省理工大學的Emanuel M．Sachs和John S．Haggerty等人發明，1989年提交專利申請，1993年被授權專利。1995年，麻省理工學院把3DP技術授權給Z Corporation公司進行商業應用。Z Corporation公司在得到3DP技術的授權后，自1997年以來陸續推出了一系列3DP打印機，后來該公司被3D Systems收購，并被開發成為了3D Systems的ColorJet系列打印機。
下圖為Z Corp的一款產品，以淀粉摻蠟或環氧樹脂為粉末原料打印而成。
Zcorp Z860
3DP打印技術使用的原材料主要是粉末材料，如陶瓷、金屬、石膏、塑料粉末等。利用粘合劑將每一層粉末粘合到一起，通過層層疊加而成型。與普通的平面噴墨打印機類似，在粘合粉末材料的同時，加上有顏色的顏料，就可以打印出彩色的東西了。3DP技術是目前比較成熟的彩色3D打印技術，其他技術一般難以做到彩色打印。和許多激光燒結技術類似，3DP也使用粉床（powder bed）作為基礎，但不同的是，3DP使用噴墨打印頭將粘合劑噴到粉末里，而不是利用高能量激光來融化燒結。
3DP打印機的內部構造（圖片來源：南極熊）
3DP設備在控制系統的控制下，噴粉裝置在平臺上均勻地鋪一層粉末，噴粉打印頭負責X軸和Y軸的運動，按照模型切片得到的截面數據進行運動，有選擇地進行粘合劑噴射，最終構成平面圖案。在完成單個截面圖案之后，打印臺下降一個層厚單位的高度，同時鋪粉輥進行鋪粉操作，接著再次進行下一次截面的打印操作。如此周而復始地送粉、鋪粉和噴射粘合劑，最終完成三維成型件。
3DP粉末粘合成型工藝（圖片來源：南極熊）
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