揭開神秘面紗，看Xjet改變3D列印遊戲規則的潛力

Xjet的專利布局早在2011年就開始了，從設備到材料，到特種應用，再到後處理，甚至是歐洲、美國、中國的不同區域專利，Xjet都靜心的做了布局，這跟惠普的做派有得一拼。

惠普在正式宣布其多射流列印技術之前，其專利的擁有數量就名列前茅，僅次於3D Systems, Stratasys與麻省理工。不僅僅是專利數量，其在不同材料以及不同的應用領域的分布之廣泛，無疑惠普是將專利做為公司戰略來經營的。

如果你認為Xjet只是看上了快速原型的市場，那你一定大錯特錯。除了公開的市場資料，Xjet的設備有哪些獨特之處？他們還有可能進入到哪些看似小眾的金屬列印領域？應用行業方面，他們又是如何在「鑽營」？本期，3D科學谷與谷友一起揭開面紗看Xjet。

圖：Xjet的金屬列印

從材料

到設備的布局

與大名鼎鼎的惠普類似之處，Xjet的技術聽起來頗具顛覆性，Xjet關鍵詞包括：納米金屬射流技術、金屬混合油墨、新型噴墨裝置和噴射方法（高溫處理）、出色的解析度、高於SLS激光燒結5倍的速度。Xjet頗具Game Changing的派頭，究竟Xjet技術層面有什麼特別之處？我們看到的冰山一角的水面之下還有怎樣的天地？3D科學谷特別從材料到設備以及特殊裝置來剖析來勢兇猛的Xjet。

材料

用於3D噴墨列印的碳化鎢/鈷油墨組合物

Xjet的碳化鎢/鈷油墨組合物中包括作為載體起作用的液體媒介物，作為亞微米顆粒、納米粒子的碳化鎢(WC)和鈷(Co)。鈷也可以在油墨中以前驅體(precursors)的形式存在，例如可溶解的有機鈷化合物、鹽或絡合物。

這種油墨在完成Xjet的3D列印之後，生坯被送去經受燒結過程，在真空和低溫度(幾百攝氏度)下加熱，其中有機材料被除去(脫結合階段)，隨後是在接近於Co的熔點的溫度進行的液相燒結。在燒結之後，可達到切割刀具所需要的機械強度和硬度。

碳化鎢是硬質合金的主要原料，硬質合金是由細顆粒的硬質合金由粘結金屬硬質合金製成的複合材料，是一種非常硬的材料，經常使用在機械和汽車工程和建材行業。硬質合金模具是鋼模的的壽命十幾倍乃至幾十倍，硬質合金模具高硬度、高強度、耐腐蝕、耐高溫並且膨脹係數小，一般都是採用鎢鈷的硬質合金。

在這方面，德國弗朗霍夫（Fraunhofer）研究所的研究人員已經成功地使用3DP粘合劑噴射三維列印技術生產硬質合金模具。在3D 科學谷看來，現在Xjet的碳化鎢/鈷油墨組合物技術或許與Fraunhofer將產生競爭關係。

當然，這種特殊的油墨只是Xjet材料技術中的一例，Xjet對材料布局的全面版圖目前3D科學谷還不得而知，只是透過Xjet又在光伏領域的專利申請來看，3D科學谷認為Xjet對特殊材料以及特殊應用的列印「情有獨鍾」。

設備

具有可移動列印頭的噴墨列印系統

Xjet的噴墨列印系統包括：能夠在列印過程中相對於彼此移動的兩個或更多的列印單元；具有一個或多個列印頭的列印單元共同形成了頭部設置；以及控制器用以控制所述列印單元的移動以在列印過程中動態地改變所述頭部設置。

每秒鐘噴射出上千滴「油墨」，聽起來有點像大幅面數碼列印 以及紡織品的列印，Xjet的特別之處在於其噴射頭多次經過相同區域，每次具有小的偏移，使得每個噴嘴在若干略微不同的位置噴射。因此，給定噴嘴所形成 的列印區域會與一個或多個其它噴嘴的列印區域重疊。由於相同區域由多 於一個的噴嘴列印，因此這些重疊的列印區域可以用來減輕噴射不足或完 全不噴射的缺陷噴嘴的影響。因此，使用這種具有重疊列印區域的多次通 過式噴射可以使得系統即使在具有若干缺陷噴嘴的情況下仍能夠形成高 質量的列印。

判斷噴嘴缺陷和需要列印補償的參數可以包括例如噴射脈衝、波形、幅值和/或溫度。另外，在設備的維護站區域，噴嘴還接受各種維護程序，包括例如使用液體或空氣沖洗噴嘴、擦拭並且/或 者刷掃噴嘴和/或孔板、對整個噴嘴組或部分噴嘴進行火噴射、對噴嘴 進行加熱或冷卻或者使用液體清洗頭部。可以分析檢查結果以檢測出例如失效噴嘴、薄弱噴嘴、彎曲 噴嘴、不適當的墨滴量或列印頭的不對齊還可以更換具有永久缺陷的噴嘴。

特殊裝置

帶有自清洗、防沉積與除煙氣裝置的列印系統

Xjet帶有整合的清洗機構的列印頭裝置包括：液體分配頭，包括一個或多個液體分配噴嘴，這些噴嘴被包含在噴嘴板內，所述液體分配頭是由至少第一壓力和第二壓力來驅動的；以及防護罩，包括在噴嘴前面的開口，其中開口是被配置為：a. 當列印液體是由所述第一壓力驅動下從所述分配頭中被分配時，所述列印液體是以脈衝方式通過在所述防護罩內的所述開口而被分配；b.當清洗列印液體是由所述第二壓力驅動下從所述分配頭中被分配時，所述列印液體是被抽吸到在所述防護罩與所述噴嘴板之間形成的毛細間隙，因而從所述噴嘴附近去除所述清洗列印液體。

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