数字化微喷工艺的三维打印成型设备研制及装备集成项目验收

2017年3月24日，由江苏敦超电子科技有限公司主持、南京师范大学及南京理工大学等单位参与的江苏省科技支撑计划(工业部分)重点项目课题《基于数字化微喷工艺的三维打印成型设备研制及装备集成》顺利通过验收。这也是国内基于该技术的设备研制的一次重大突破。

据悉，基于液滴喷射的光固化三维打印技术在国外发展比较成熟，以以色列的Objet公司(已被Stratasys收购)和美国的3D Systems公司为代表。国内市场上尚未正式推出数字微喷光固化成型装置。

受江苏省科技厅委托，常州市科技局和常州国家高新区科技局组织专家对该项目进行了验收。江苏省科技厅及常州市科技局、常州国家高新区科技局等相关领导、南京师范大学江苏省三维打印装备与制造重点实验室主任杨继全教授及实验室部分成员、江苏敦超电子科技有限公司相关项目人员等参加会议。

项目验收委员会由江苏省机械设计研究院院长傅东荔研究员、南京航空航天大学程筱胜教授、苏州大学石世宏教授、常州工学院刘天军教授组成，傅东荔研究员担任验收专家组组长。

会议由常州市科技局杨杰处长主持，江苏敦超电子科技有限公司领导致欢迎辞，江苏省三维打印装备与制造重点实验室项目负责人杨继全教授汇报了整个项目的工作情况。与会专家通过现场考察与评审，一致认为项目全面完成了合同规定的目标任务，同意通过验收。

江苏敦超电子科技有限公司基于此项目研发出的数字微喷UV光固化三维打印设备实现了高精度、高速度、多材料三维复杂零件的快速制造;本课题共申请10余项专利，发表15篇SCI高水平学术论文，出版1部专著及5部系列教材等知识产权成果。

该设备具体参数如下，具体售价有待公布：

数字微喷技术原理

数字微喷技术是使用数字信号激励使得工作腔内的部分流体材料迅速脱离，成为一组连续的微滴或者一段射流，从微滴喷嘴中以一定的响应率和喷射速度喷出，并以一定的形态喷射到指定位置上，其原理如下图所示。

微滴喷射技术原理

数字微喷技术是一种能够产生微米级液滴并能进行精确喷射的技术，具有制造工艺简单、成型效率高、材料利用率高等优点，在电子封装、微机电系统、生物制造、三维打印技术等领域中应用极其广阔。

数字微喷技术在三维打印技术中有着极其重要的地位，在制造组织工程细胞结构、加工结构较复杂的微型器件及制备功能梯度材料等方面有着独特的优势。数字微喷三维打印技术具有较高的自动化程度、低成本、环境污染小、非接触成型、成型效率高、成型精度高、原材料污染少等优点，其特点在于：

(1)材料喷射和制件加工成型同时进行

相比于传统加工制造技术，三维打印技术已经将提供成型材料与加工成型结合起来，但大部分三维打印工艺成型时一般都分为材料堆积(如铺粉、挤丝等)和加工成型(如固化、加热、烧结等)，均存在先后顺序。而数字微喷三维打印技术则同时完成材料喷射和制件的加工成型，可以用于多材料零件成型，应用领域更为广阔。

(2)可选择的成型材料种类较多

数字微喷技术使用的材料只需要能够通过某种机理粘接起来即可进行成型

加工。目前能够用于数字微喷技术的原材料有热塑性塑料、各种粘合剂、水、石蜡、生物医学材料、金属颗粒悬浮液、陶瓷粉末、光敏树脂等，种类丰富。

(3)成型设备体积小，使用成本低

数字微喷装置加工成型时主要依靠材料本身特性粘接成型，无需激光器提供能量，因而成本较低，也容易小型化，维护方便，更适合日常研究使用，推广更为便捷。

装置工作时，两个微滴喷头(一个喷射实体材料，一个喷射支撑材料)由传动机构配合实现在x—Y水平面内的复合运动，从而在成型截面上能够根据当前层片的位图文件精确、快速地按需喷射一层光敏树脂，随后安装在喷头支架上的紫外光灯(UV灯)配合发射出相应波长的Uv光快速固化喷射出的光敏树脂。每层层片打印完成之后，Z向成型平台将精确地下降一个层厚的距离，然后继续喷射光敏树脂材料进行下一层打印固化成型。如此反复直至成型件的最终完成。其工作原理如下图所示。

数字微喷光固化三维打印成型原理图

该种成型装置具有成型精度高，成型速度快等优点，同时光敏树脂可存放于避光材料盒中由供墨系统随时提供给喷头进行喷射，可以有效减少材料损耗，并且由于树脂是按需喷射到成型面上而不存在光斑直径等因素的影响，避免了液面式扫描成型的缺点而保留了其优点。

关于江苏敦超电子

江苏敦超电子科技有限公司是一家专注于三维打印研发、生产、销售与服务的高技术企业，提供专业化三维打印解决方案和高端装备制造订制业务。

江苏敦超依托江苏省三维打印装备与制造重点实验室(南京师范大学)、美国Clemson大学、南京理工大学等雄厚的研发实力，实现3D打印领域的关键核心技术研发---高端设备及装备开发与制造---数字化设计与制造服务的一体化。

公司开发的具有自主知识产权的数字微喷UV光固化3D打印设备、彩色3D打印设备等产品，整体水平均居于国内前列。