Xjet改变3D打印游戏规则的潜力-aau3d打印

Xjet的专利布局早在2011年就开始了，从设备到材料，到特种应用，再到后处理，甚至是欧洲、美国、中国的不同区域专利，Xjet都静心的做了布局，这跟惠普的做派有得一拼。

惠普在正式宣布其多射流打印技术之前，其专利的拥有数量就名列前茅，仅次于3D Systems, Stratasys与麻省理工。不仅仅是专利数量，其在不同材料以及不同的应用领域的分布之广泛，无疑惠普是将专利做为公司战略来经营的。

如果你认为Xjet只是看上了快速原型的市场，那你一定大错特错。除了公开的市场资料，Xjet的设备有哪些独特之处？他们还有可能进入到哪些看似小众的金属打印领域？应用行业方面，他们又是如何在“钻营”？一起揭开面纱看Xjet。

图：Xjet的金属打印

从材料
到设备的布局

与大名鼎鼎的惠普类似之处，Xjet的技术听起来颇具颠覆性，Xjet关键词包括：纳米金属射流技术、金属混合油墨、新型喷墨装置和喷射方法（高温处理）、出色的分辨率、高于SLS激光烧结5倍的速度。Xjet颇具Game Changing的派头，究竟Xjet技术层面有什么特别之处？我们看到的冰山一角的水面之下还有怎样的天地？3D科学谷特别从材料到设备以及特殊装置来剖析来势凶猛的Xjet。

材料

用于3D喷墨打印的碳化钨/钴油墨组合物

Xjet的碳化钨/钴油墨组合物中包括作为载体起作用的液体媒介物，作为亚微米颗粒、纳米粒子的碳化钨(WC)和钴(Co)。钴也可以在油墨中以前驱体(precursors)的形式存在，例如可溶解的有机钴化合物、盐或络合物。

这种油墨在完成Xjet的3D打印之后，生坯被送去经受烧结过程，在真空和低温度(几百摄氏度)下加热，其中有机材料被除去(脱结合阶段)，随后是在接近于Co的熔点的温度进行的液相烧结。在烧结之后，可达到切割刀具所需要的机械强度和硬度。

碳化钨是硬质合金的主要原料，硬质合金是由细颗粒的硬质合金由粘结金属硬质合金制成的复合材料，是一种非常硬的材料，经常使用在机械和汽车工程和建材行业。硬质合金模具是钢模的的寿命十几倍乃至几十倍，硬质合金模具高硬度、高强度、耐腐蚀、耐高温并且膨胀系数小，一般都是采用钨钴的硬质合金。

在这方面，德国弗朗霍夫（Fraunhofer）研究所的研究人员已经成功地使用3DP粘合剂喷射三维打印技术生产硬质合金模具。在3D 科学谷看来，现在Xjet的碳化钨/钴油墨组合物技术或许与Fraunhofer将产生竞争关系。

当然，这种特殊的油墨只是Xjet材料技术中的一例，Xjet对材料布局的全面版图目前3D科学谷还不得而知，只是透过Xjet又在光伏领域的专利申请来看，Xjet对特殊材料以及特殊应用的打印“情有独钟”。

设备

具有可移动打印头的喷墨打印系统

Xjet的喷墨打印系统包括：能够在打印过程中相对于彼此移动的两个或更多的打印单元；具有一个或多个打印头的打印单元共同形成了头部设置；以及控制器用以控制所述打印单元的移动以在打印过程中动态地改变所述头部设置。

每秒钟喷射出上千滴“油墨”，听起来有点像大幅面数码打印以及纺织品的打印，Xjet的特别之处在于其喷射头多次经过相同区域，每次具有小的偏移，使得每个喷嘴在若干略微不同的位置喷射。因此，给定喷嘴所形成的打印区域会与一个或多个其它喷嘴的打印区域重叠。由于相同区域由多于一个的喷嘴打印，因此这些重叠的打印区域可以用来减轻喷射不足或完全不喷射的缺陷喷嘴的影响。因此，使用这种具有重叠打印区域的多次通过式喷射可以使得系统即使在具有若干缺陷喷嘴的情况下仍能够形成高质量的打印。

判断喷嘴缺陷和需要打印补偿的参数可以包括例如喷射脉冲、波形、幅值和/或温度。另外，在设备的维护站区域，喷嘴还接受各种维护程序，包括例如使用液体或空气冲洗喷嘴、擦拭并且/或者刷扫喷嘴和/或孔板、对整个喷嘴组或部分喷嘴进行火喷射、对喷嘴进行加热或冷却或者使用液体清洗头部。可以分析检查结果以检测出例如失效喷嘴、薄弱喷嘴、弯曲喷嘴、不适当的墨滴量或打印头的不对齐还可以更换具有永久缺陷的喷嘴。

特殊装置

带有自清洗、防沉积与除烟气装置的打印系统

Xjet带有整合的清洗机构的打印头装置包括：液体分配头，包括一个或多个液体分配喷嘴，这些喷嘴被包含在喷嘴板内，所述液体分配头是由至少第一压力和第二压力来驱动的；以及防护罩，包括在喷嘴前面的开口，其中开口是被配置为：a. 当打印液体是由所述第一压力驱动下从所述分配头中被分配时，所述打印液体是以脉冲方式通过在所述防护罩内的所述开口而被分配；b.当清洗打印液体是由所述第二压力驱动下从所述分配头中被分配时，所述打印液体是被抽吸到在所述防护罩与所述喷嘴板之间形成的毛细间隙，因而从所述喷嘴附近去除所述清洗打印液体。