獨特的等離子噴嘴有望徹底改變FDM/FFF 3D打印。

熔融沉積成型（FDM）， 通常也稱為熔絲制造（FFF）- 是一種廣泛使用的3D打印技術(shù)，其中加熱線材并通過噴嘴擠出。以這種方式熔化的材料被分層沉積在平臺上，從而形成所需的部件。然而，這一成型方式有個明顯的缺陷，那就是沿著Z軸方向的強度會明顯降低。這是因為新的熔化層被添加到下面已經(jīng)冷卻的層上，盡管兩層相互粘附，但它們不會在原子水平上結(jié)合形成整體。

如今這一難題有了新的解決方法，通過新型陶瓷噴嘴將等離子與FDM打印相結(jié)合，在打印過程中，對各個層進(jìn)行等離子處理可以實現(xiàn)更好的粘合性能、表面消毒和導(dǎo)電層的形成。

據(jù)資源庫了解，希爾根伯格陶瓷公司與德國知名研究所合作，通過3年的努力創(chuàng)造了這種不同尋常的陶瓷噴嘴，由高純度氧化鋁（Al2O3）材料制成，由Hilgenberg Ceramics使用陶瓷3D打印技術(shù)制造。

他們意識到等離子體的應(yīng)用可以增加層的粘附力。顯然，這種方法已在其他工業(yè)應(yīng)用（例如包裝）中普遍使用了數(shù)十年。然而，此前從未將其應(yīng)用于3D打印。

它是如何工作的？其實很簡單。

工具頭上附有一個專門設(shè)計的等離子噴嘴，與FDM噴嘴平行安裝，該噴嘴能夠產(chǎn)生小的等離子流。噴嘴幾何形狀的設(shè)計使得陶瓷充當(dāng)電介質(zhì)。噴嘴的外側(cè)涂有銅，從而形成外電極。第二個電極插入噴嘴內(nèi)部，兩個電極之間產(chǎn)生高頻高壓電場。通過的空氣變成等離子射流，從噴嘴流出到沉積的聚合物上。

當(dāng)一層完成后，工具頭掃過前一層，用等離子體對其進(jìn)行處理。這會“激活”沉積層中的分子，使其更具粘合性。最終這使得各層的粘合更加恰當(dāng)，從而可以生產(chǎn)各向異性部件。

為了便于集成到現(xiàn)有的FDM系統(tǒng)中，研究人員必須將噴嘴做得非常小，噴嘴的尺寸僅為40x20x10毫米，相當(dāng)微小。噴嘴也主要由陶瓷Al2O3制成，這是因為塑料噴嘴容易積聚石墨沉積物，并失去其介電性能。此外，有趣的是這種復(fù)雜的內(nèi)部輪廓只能通過增材制造，因此最適合陶瓷3D打印。

上述噴嘴目前正在申請專利，相信將最終實現(xiàn)商業(yè)化。這種方法的成本并不會太高，有可能被包含在未來的桌面FDM/FFF 3D打印機中，使其功能更加強大。

獨特的等離子噴嘴有望徹底改變FDM/FFF 3D打印。

熔融沉積成型（FDM）， 通常也稱為熔絲制造（FFF）- 是一種廣泛使用的3D打印技術(shù)，其中加熱線材并通過噴嘴擠出。以這種方式熔化的材料被分層沉積在平臺上，從而形成所需的部件。然而，這一成型方式有個明顯的缺陷，那就是沿著Z軸方向的強度會明顯降低。這是因為新的熔化層被添加到下面已經(jīng)冷卻的層上，盡管兩層相互粘附，但它們不會在原子水平上結(jié)合形成整體。

如今這一難題有了新的解決方法，通過新型陶瓷噴嘴將等離子與FDM打印相結(jié)合，在打印過程中，對各個層進(jìn)行等離子處理可以實現(xiàn)更好的粘合性能、表面消毒和導(dǎo)電層的形成。

據(jù)資源庫了解，希爾根伯格陶瓷公司與德國知名研究所合作，通過3年的努力創(chuàng)造了這種不同尋常的陶瓷噴嘴，由高純度氧化鋁（Al2O3）材料制成，由Hilgenberg Ceramics使用陶瓷3D打印技術(shù)制造。

他們意識到等離子體的應(yīng)用可以增加層的粘附力。顯然，這種方法已在其他工業(yè)應(yīng)用（例如包裝）中普遍使用了數(shù)十年。然而，此前從未將其應(yīng)用于3D打印。

它是如何工作的？其實很簡單。

工具頭上附有一個專門設(shè)計的等離子噴嘴，與FDM噴嘴平行安裝，該噴嘴能夠產(chǎn)生小的等離子流。噴嘴幾何形狀的設(shè)計使得陶瓷充當(dāng)電介質(zhì)。噴嘴的外側(cè)涂有銅，從而形成外電極。第二個電極插入噴嘴內(nèi)部，兩個電極之間產(chǎn)生高頻高壓電場。通過的空氣變成等離子射流，從噴嘴流出到沉積的聚合物上。

當(dāng)一層完成后，工具頭掃過前一層，用等離子體對其進(jìn)行處理。這會“激活”沉積層中的分子，使其更具粘合性。最終這使得各層的粘合更加恰當(dāng)，從而可以生產(chǎn)各向異性部件。

為了便于集成到現(xiàn)有的FDM系統(tǒng)中，研究人員必須將噴嘴做得非常小，噴嘴的尺寸僅為40x20x10毫米，相當(dāng)微小。噴嘴也主要由陶瓷Al2O3制成，這是因為塑料噴嘴容易積聚石墨沉積物，并失去其介電性能。此外，有趣的是這種復(fù)雜的內(nèi)部輪廓只能通過增材制造，因此最適合陶瓷3D打印。

上述噴嘴目前正在申請專利，相信將最終實現(xiàn)商業(yè)化。這種方法的成本并不會太高，有可能被包含在未來的桌面FDM/FFF 3D打印機中，使其功能更加強大。