TNO长期研发叠加式制造技术。近日，TNO研发了一种可以处理粘稠液体的打印头。也就是说，3D打印机可以用来打印更加牢固的物体。现在，DIY的3D打印机可以通过挤出微小的液态塑料滴液来构造复杂的物体，但是打印出来的物体通常都不够牢固。为了使用常见的打印头打印，材料必须是很薄的液体，也就是说单体要短。
“固化以后，物体往往变得易碎，”TNO叠加式制造设备部门的René Houben博士说。为了解决这个问题，Houben设计了一整个新的打印头，可以与更长的链进行混合。最大粘度达到500mPas（mPas是粘度单位），与厚机油类似。
多数家用彩色打印机只有在需要时喷嘴才会喷出墨水。而粘稠液体不能按这种方式工作。为了从喷嘴压出“墨水”，需要高压力。
Houten制造了持续喷墨打印头，可以持续打印出液滴流。一旦开始运作，就不需要很大的压力进行挤出。打印头的基本组成是一个金属圆筒，带有一个直径80微米的喷嘴。
打印头内，喷嘴上方有一个带有压电晶体的圆筒，以20kHz的频率振动，振幅大约为100纳米，用来确保液体的稳定流动。液体流速约为10m/s，不断振动，直至在喷嘴下方中断，约二万滴液滴在此汇聚。每滴液滴直接约为140 µm。
在这个打印系统中，液滴的选择性通道是必须要有的，否则就成了平面打印。现有的持续打印通常会使液滴带有小电荷，把它们按出料槽的方向弯曲。然而，多数塑料是不导电的。
“可以加入导电材料来实现这个过程，但这会改变材料构成，这种解决方式不是我们想要的。医疗植入或显像材料的构成，与我们想要的非常接近。” Houben说。他发现了一种不同寻常的解决方案：注射器的气流可以射走不想要的液滴。这听起来很容易，但是要实现20kHz断断续续的气流并不容易。
因此，TNO研发人员研制了一种精密的机械系统，可以产生持续的气流，设置液滴流速度为20 µs，每次只吹落一滴。“我们相信这可以达到最快的建模速度。我们努力缩短打印头的空闲时间。” Houben说。
（这个塑料块，通过3个打印头进行层层打印而成。打印头分别采用蓝色、红色、透明塑料。）
除了可以实现相对牢固的塑料打印，打印头还有一个意想不到的应用：制造奶粉。在高速喷射塔中使用喷射进行干燥，牛奶液滴可以快速转成粉末。
文章来源：MagicFirm
