Zdalny Serwis正加速开发反应式喷墨3D打印技术

波兰IT服务公司Zdalny Serwis正在加速开发其Duroplast反应式喷墨打印（DRIP）3D打印技术，以期在今年晚些时候推出一个完整的打印系统。该公司目前正在为其全功能原型DRIP打印机进行FDM升级，以实现零件支撑结构的打印，并一直在努力配制一系列具有刚性和弹性性能的聚氨酯材料，这些材料对即将推出的DRIP系统进行了优化。

"我们认为这项技术在打印有机电子和生物技术方面有应用，因为用这种技术印刷水凝胶是相当容易的我们目前正在探索一种允许软骨打印的墨水，但它处于早期研究阶段，"Zdalny Serwis公司研发主管Maciej Zawadzki说。"将不同的生物相容性油墨与药品混合，可以生产药物输送系统，而打印功能分级材料的能力正在进一步增强可能的应用，如复合材料。"

DRIP 3D打印机原型的效果图

DRIP 3D打印

Zawadzki和他的团队在2016年开始开发他们的DRIP 3D打印技术，并在两年后从波兰国家研发中心获得融资，以推进这一进程。现在，该团队拥有一个功能齐全的DRIP 3D打印系统原型，并不断研究新的油墨成分，以提高打印稳定性和改善材料性能。

在定义DRIP时，Zawadzki解释说。"整个概念介于反应型增材制造（RAM）、PolyJet和反应型喷墨打印之间。"该技术涉及在半空中碰撞墨滴，这些墨滴在接触的瞬间迅速反应，以形成3D打印部件。

实现喷出的墨滴的凝聚对于确保不同的墨水之间可靠地发生所需的反应很重要。为此，分离器和惰性气体环境防止墨水分配器堵塞，并保证喷头的稳定运行。同时，一个集成的控制器测量液滴并在必要时重新计算喷射参数。

一旦沉积，含有反应性油墨的组合液滴在混合后立即开始固化，在几秒钟内形成凝胶结构，因此材料不会因其自身重量而流动。3D打印物体的完全固化大约需要24小时。

基于喷墨的3D打印为研究人员提供了创造微观和复杂设备的机会，用于医学和化学研究，此外还有微流控技术和芯片上的实验室设备应用，因为其按要求的精度。

近年来，该技术的变体已被用于精确的医学和化学研究，用于所谓的2.5D打印的应用，以及其他新型混合增材制造工艺的开发。

通过DRIP实现不同的性能

据该公司称，层沉积时间和油墨之间的反应时间是影响打印物体属性变化的关键参数。据报道，DRIP原型打印机能够以300um直径的组合液滴实现10um以上的组合液滴沉积精度。

因此，墨滴可以以高达1kHz的频率可靠地碰撞和凝聚，并可在线自动校正点胶时间以及墨滴体积和速度。这种控制使DRIP打印机能够改变反应性油墨的混合比例，从而能够生产出功能级材料。

自该技术首次开发以来，Zdalny Serwis团队已将打印系统扩展到包括两个打印头系统，以便在一次打印中混合不同类型的材料。该公司目前专注于开发基于聚脲和聚氨酯的油墨，但也成功测试了硅酮和丙烯酸酯。

DRIP能够以不同的比例混合不同的成分，以获得具有变化参数的材料。例如，在印刷过程中降低固化剂的用量将导致材料具有更高的弹性。由于该公司在打印过程中改变了比例，它可以制造出性能逐渐变化的产品。

Zawadzki说："我们已经开发了一个系统，能够稳定运行，确保液滴的可重复凝聚和高液滴沉积精度，"。"在我们看来，这项技术非常有前景，但需要更多的特殊材料来充分展示其优势。"

DRIP 3D打印过程

随着DRIP打印机定于今年晚些时候正式推出，Zawadzki和他的团队一直在为该机器进行FDM升级，以实现支撑结构的打印和FDM材料与反应性油墨的交织。据该公司称，该升级将在夏季的某个时候推出，以赶上该打印机在秋季的揭幕。Zawadzki说："在未来，将有可能创造出反应性的特殊FDM长丝，以获得不同材料层之间的反应。"我们计划推出的材料是基于具有刚性或弹性的聚氨酯，其材料性能比目前可用于FDM的TPU更好。"