德國研究機構的弗勞恩霍夫家族不斷發(fā)明新穎的制造方法和輔助技術。這次是弗勞恩霍夫陶瓷技術與系統(tǒng)研究所（IKTS）的最新產品，是一種多材料噴墨系統(tǒng)，能夠在單一結構中3D打印多種金屬或陶瓷。為了證明這一過程，F(xiàn)raunhofer IKTS研究人員3D打印了帶有內置點火裝置的陶瓷衛(wèi)星。

Fraunhofer IKTS開發(fā)的多材料噴射系統(tǒng)

該技術類似于現(xiàn)有的聚合物噴墨3D打印技術，例如Stratasys的PolyJet。然而，它始于將陶瓷或金屬粉末混入熱塑性粘合劑中。然后在大約100°C的溫度下在微劑量系統(tǒng)中將這種漿液融化，然后以高達60 mm的速率沉積，每秒沉積1,000滴，液滴的大小范圍為300至1,000μm，形成的層數(shù)為100高度為200μm。零件尺寸可以達到20×20×18厘米（7.87英寸x 7.87英寸x 7.09英寸）。

弗勞恩霍夫（Fraunhofer）IKTS研究人員Uwe Scheithauer解釋說：“這里的關鍵因素是金屬或陶瓷漿料的定制配料。正確確定劑量是確保增材制造的最終產品在隨后的熔爐燒結過程中具有所需性能和功能的關鍵，包括強度，導熱率和導電率等性能?！眻F隊開發(fā)的軟件可確保達到這種精度，以確保在打印過程中液滴的精確定位。

微劑量系統(tǒng)的渲染。

根據(jù)Scheithauer的說法，一次最多可以印刷四種不同的材料，從而可以生產具有特定物理特性的多功能零件。這包括用于陶瓷衛(wèi)星推進發(fā)動機的點火系統(tǒng)。 Fraunhofer團隊選擇了陶瓷來承受衛(wèi)星發(fā)動機燃燒室所承受的高溫，從而打印出了一種點火系統(tǒng)，該點火系統(tǒng)由三種不同的材料構成：一種導電陶瓷，一種電絕緣陶瓷以及一種在后置過程中會分解的支撐材料。爐中進行印刷燒結。

德國研究所設想該技術的其他應用，包括消費品，例如團隊為個人客戶制作的兩音陶瓷表或工業(yè)零件。 “例如，我們還可以使用它來制造硬質合金零件的毛坯。由于配料系統(tǒng)具有極高的精度，因此毛坯的輪廓已經非常接近最終產品的輪廓。因此，與常規(guī)方法相比，它們將需要很少的后續(xù)研磨。當您使用硬質合金時，這是一個很大的優(yōu)勢?！?/span>

現(xiàn)在已經實現(xiàn)了該技術并展示了其可擴展性，Fraunhofer IKTS團隊將對其進行工業(yè)驗證。這意味著與工業(yè)客戶合作，弗勞恩霍夫（Fraunhofer）可能會幫助他們開發(fā)材料以及用于過程監(jiān)控和自動化的軟件。德國研究院將在2020年9月16日至17日在線舉行的CERAMITEC會議上討論該技術。

點評：在單個制造過程中實現(xiàn)3D打印完整功能對象的能力還有很長的路要走，但是Fraunhofer使我們更接近實現(xiàn)這一目標。與之相伴的還有像Optomec這樣的公司，其Aerosol Jet 5X系統(tǒng)用于手機的批量生產，以及像InkBit這樣的初創(chuàng)公司，它們可能預示著僅用一臺機器就可以制造定制電子產品的未來。

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