惠普打印机成型原理

成形步骤

惠普所用的3D打印技术为多射流熔融（MultiJet Fusion），其成形步骤如下图所示。

1. 铺设成形粉末；

2. 喷射熔融辅助剂(fusing agent)；

3. 喷射细化剂(detailing agent)；

4. 在成形区域施加能量使粉末熔融；（注意：喷射细化剂的区域并没有被熔融）

重复1-4直到所有的层片成形结束。

HP打印机的核心是位于工作台上的两个模块：分别叫做“铺粉模块”（下图1）和“热喷头模块”（下图2）。“铺粉模块”是用来在打印台上铺设粉末材料的。“热喷头模块”则是用来喷射“熔融剂”和“细化剂”这两种化学试剂的，而该模块正是惠普这款打印机的大亮点 — 它能以每秒每英寸3000万滴的量喷射这两种试剂。

▲铺粉模块

▲热喷头模块

实际的打印过程如下图所示：“铺粉模块”会首先上下移动铺设一层均匀的粉末。然后，“热喷头模块”会左右移动喷射两种试剂，同时通过两侧的热源加热融化打印区域的材料。这个过程会往复进行，直至打印完成。

▲热喷头模块喷射两种试剂并加热

需要指出的是，“熔融剂”会喷射到打印的部分（即打印对象的横截面），作用是让粉末材料充分融化；“细化剂”则会喷射在打印区外边缘，作用是保证打印层表面光滑，提高打印件的精细度。下面放大看看HP打印机的过程模拟：

▲铺设粉末

▲喷射“熔融剂”（黑色）和“细化剂”（蓝色）

▲加热，让粉末融化凝结

3. 惠普打印机优势&技术限制

优势

1. 速度快，超过普通技术的10倍。下图就是以打印齿轮为例的速度对比，可以看到同样耗费3小时，惠普多喷射熔融（MJF）技术足足打印出了1000个，远超过FDM以及SLS技术。

2. 打印件质量高。下面就是一个小小验证，用打印的椭圆形结构吊起了一辆汽车。这个结构打印只用了30分钟，重1/4磅（约113克），却可提起高5吨的重量。

3. 高精度。打印机喷头可以达到1200dpi的精度，考虑到粉末的扩散，在XY方向的精度可以达到约40微米。