弗勞恩霍夫陶瓷技術(shù)與系統(tǒng)研究所（IKTS）的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種多材料噴射（MMJ）系統(tǒng)，可將多種材料組合成一個增材制造零件?；跓崴苄哉澈蟿┫到y(tǒng)，新系統(tǒng)利用高性能材料（例如陶瓷和金屬），將不同的材料及其各種特性組合到一個產(chǎn)品中。

弗勞恩霍夫IKTS 具有組合特性或功能的高性能組件的多材料噴射系統(tǒng)。圖片來自Fraunhofer IKTS。

增材制造陶瓷

在其他領(lǐng)域，最近3D打印專家Lithoz專有的基于光刻的陶瓷制造（LCM）技術(shù)首次用于康寧玻璃陶瓷材料的3D打印，而陶瓷專家3DCERAM-SINTO則改進(jìn)了其陶瓷3D打印技術(shù)，以開發(fā)下一個醫(yī)用X射線成像系統(tǒng)的一代。

3D打印的Inconel 718零件。通過ExOne拍攝。

Fraunhofer IKTS的新系統(tǒng)

弗勞恩霍夫（Fraunhofer）的MMJ系統(tǒng)以連續(xù)過程制造零件。制成零件的陶瓷或金屬粉末均勻地分布在熱塑性粘合劑物質(zhì)中。然后將由此產(chǎn)生的漿液裝入微定量系統(tǒng)（MDS），以開始制造過程。漿料在MDS中在大約100攝氏度的溫度下熔化，產(chǎn)生一種可以微小液滴釋放的物質(zhì)。

研究人員開發(fā)的相應(yīng)軟件程序可確保液滴的精確定位，這些液滴將通過高精度的計(jì)算機(jī)控制過程逐一沉積。逐漸地，零件以高達(dá)60mm的速度堆積，每秒下降1000次。該系統(tǒng)的液滴尺寸在300至1000μm之間，可形成高度在100至200μm之間的沉積層。當(dāng)前可以制造的零件的最大尺寸為20×20×18厘米。

弗勞恩霍夫IKTS   每秒高達(dá)1000滴的高精度材料沉積。圖片來自Fraunhofer IKTS。

潛在的應(yīng)用

Fraunhofer研究人員應(yīng)用IKTS系統(tǒng)的一個例子是制造高度復(fù)雜的零件，例如由陶瓷制成的衛(wèi)星推進(jìn)發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)。陶瓷的耐熱能力使其成為達(dá)到極高溫度的衛(wèi)星燃燒室的合適材料選擇。

點(diǎn)火系統(tǒng)將單個區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)電區(qū)域和絕緣區(qū)域結(jié)合在一起，并需要三個計(jì)量系統(tǒng)：一個用于在爐內(nèi)熱處理過程中分解的支撐材料，另一個用于導(dǎo)電組件，第三個用于電絕緣組件。據(jù)研究人員稱，MMJ在消費(fèi)產(chǎn)品市場上也可能有多種應(yīng)用，并且由于其高精度和靈活性，它不僅適用于制造多功能組件，還適用于更多領(lǐng)域。Scheithauer說：“例如，我們也可以用它來制造硬質(zhì)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(jīng)非常接近最終產(chǎn)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(dāng)您使用硬質(zhì)合金時，這是一個很大的優(yōu)勢?！?/span>

弗勞恩霍夫IKTS MMJ微量計(jì)量系統(tǒng)的示意圖。圖片來自Fraunhofer IKTS。