3D打印一直被冠以“高科技”头衔,似乎离我们的日常生活很遥远。然而,3D打印的笔筒、台灯、桌子、椅子,甚至是房屋,都已应用到人们日常生活中,那么3D打印最关键的材料——“墨盒”是如何造出来的?如何来保障打印的质量?6月22日,记者来到位于经开区凉水河二街5号院的中航迈特增材制造和新材料技术创新中心(以下简称“创新中心”)探访,向读者展示3D打印的魅力,了解中航迈特在3D打印材料领域的进展和未来发展方向。
加速金属粉末材料国产化
航天领域的发动机燃油喷嘴、低压涡轮叶片、轻量化部件等,数字医疗方面的膝关节、脊柱笼、义齿等,以及各类装在小瓶子里的粉末被摆放在创新中心的展厅里。“这里展示的都是3D打印的成品和原材料。”中航迈特总经理高正江介绍说。
3D打印相比于传统制造方式,更适合制造复杂结构件及个性化定制,同时节省大量成本。那么什么是3D打印?过程又是怎样的呢?
“3D打印采用了分层加工、叠加成型来完成实体打印。”高正江说,3D打印是一种快速成型技术,它以数字模型文件为基础,以金属粉末为原材料,利用高能量束按照一定路径逐层熔化粉末材料,通过逐层打印的方式来构造实体。
“在金属3D打印方面,材料已成为影响行业发展的主要因素之一。”高正江介绍说,金属粉末材料几年前基本是依赖进口,虽然近年来我国金属粉末技术产业发展取得了一些成绩,但是跟欧美老牌企业相比,在产品质量和种类方面还有不小的差距。
为了实现粉末材料的全面国产化,中航迈特大力进行成套国产制粉装备的研制和攻关,从根本上打破欧美进口制粉装备动辄上千万元的高价垄断局面。同时,专注于先进球形金属粉末材料的制备工艺和3D打印应用技术研究。
为了更好地实现3D打印“墨盒”的产业化,创新中心攻克超音速雾化喷嘴设计技术,实现对现有制粉装备的改造升级;引进高强铝合金粉末制备技术,建立高强铝合金粉末材料生产线。完成“大容量真空熔炼气雾化制粉装置及增材制造金属粉末材料成果转化项目”,新增600万以上年产值。
据了解,中航迈特已申请专利16项,其中发明专利11项、实用新型专利5项。作为国家增材制造标准化技术委员会委员单位,公司先后参与制定涉及钛合金、高温合金等粉末材料的国家标准、航空行业标准、医疗行业标准等近10项。
推进选材用材闭环式发展
对于一般用户来说,打印不同的产品,如何选择合适的粉末材料呢?
在2019年11月创新中心挂牌时,中航迈特正式向外界公开了全流程的3D材料设计选型服务,帮助用户小批开发验证,在标准化产品供货交付时增加打印测试验证环节,提供同批次粉末打印试棒及性能数据,为用户节省选材试验时间和成本。材料好不好,试试就知道。
在创新中心,记者看到了3D打印机的真面目。与我们平常看到的打印机不一样,这里的3D打印机个头大,可以用庞然大物来形容。创新中心除配置有多台打印机外,还安装有VIGA-真空感应气雾化制粉设备和高速激光熔覆设备。
高正江说,创新中心可以根据用户实际需求,开展3D打印材料选型小试、金属粉末性能检测评价及打印工艺开发工作,其新增的真空热处理炉、高温力学性能试验机等试验检测设备,加速了产品测试验证步伐,确保粉末产品性能满足客户要求,缩短用户选材试验时间。
这些年,随着3D打印技术在航空航天、数字医疗、汽车、军工、模具等行业得到广泛应用,3D打印的关键材料——球形粉末需求爆发。然而金属3D打印工艺对粉末材料的化学成分、微量元素、气体含量、粒度分布、球形度、空心率、流动性、松装密度等性能要求比较高,用户选材耗时耗力。
从金属粉末到大国之材。高正江说,到2025年,创新中心将围绕国家增材制造和新材料产业培育及传统产业转型升级的重大需求,全面突破增材制造材料、装备、软件、应用、检测等关键技术,构建增材制造技术创新体系;加速创新成果转移转化,孵化1-2家增材制造和新材料高新技术企业,吸收和培养一批国际化领军人才,成为面向全球开放协同、具国际影响力的增材制造技术创新平台。
融媒体中心记者 方针
办公打印时,喷墨打印机遇到堵头故障,出现空白条纹、字迹模糊等现象不用怕,今天小编带你了解喷墨打印机的结构、分类以及堵头的形成和解决方法。喷墨打印机堵头的解决奇招都在这里了,收下吧,以后就不要再麻烦维修师傅了!
喷墨打印机的常见墨头结构主要有喷墨头和墨水盒一体机和分离式两种方式,一体机墨头结构在墨水盒墨水用尽后,墨头和墨水盒要一起更换,这样的结构相对结合较为紧密,可靠性较高,但相对成本较高;分离式结构的墨头和墨水盒分离,墨水用尽后可单独更换墨水盒,一定程度上可以节省成本。目前市面上常用的大多数打印机均采用双墨头结构:一个黑色墨头和一个彩色墨头。而在墨水盒中,大多数是黑色墨水独立,其他三色墨水盒一体,也有一些产品的每一种颜色的墨水盒都是独立,可以单独更换,进一步降低了打印成本。
那喷墨打印机的堵头又是如何形成的呢?
打印头正常打印归位后密封不严或长时间放置,水份过度蒸发,导致墨粒干结在精细的打印头尖部,使墨水无法正常喷出;或者不同墨水之间相互混用,产生化学反应,通常表现为常出现断线、颜色缺失、字迹模糊甚至无法正常打印等故障。
空气堵:
是由于墨盒制造过程中着空抽的不好,底部有空气进入喷头造成堵头。
解决方法:采用宣传册中问题3解决,另外补充是DATACE清洗墨盒是清洗不了空气堵头的,如果问题3中方法解决不了。只好换一个真空抽的比较大(外壳内陷大),靠正压把空气冲走。另外说明是空气堵概率比较小。
赃物堵:
是由于墨盒底部过滤网不好,使颗粒进入喷头。
解决方法:是用DATACE清洗墨盒清洗,而且不要马上清洗,而是将清洗墨盒放入浸泡化解颗粒,几分钟后再开始清洗效果会比较好。
喷头干:
墨盒取出后没有立即放入新墨盒,喷头暴露在空气中时间过长导致喷头上残余墨水干枯。另一原因,墨盒在不打印时回到原位,打印头下面有一护套防止打印头和空气接触,如果密封不好,会造成喷头干。机器比较旧有这样的问题。
解决方法:是用DATACE清洗墨盒清洗。
如何区分打印机堵头和断线
使用喷墨打印机时,应养成经常做喷头检查的习惯,尤其对于不是天天使用的用户,可避免因为断线引起的打印稿报废,免得无谓的时间和墨水浪费。
如何判断是堵头还是断线呢?
若每次清洗后,图案中缺线位置没有变化,总是在固定的位置缺线,表明是该喷嘴堵住了。若缺线的位置是变化的,则不是堵头而是断线。在更换墨盒时(或加墨水后)有断线是正常的。一般清洗一、二次全好,而且是每次清洗断线都会减少(注意:两次清洗时间最好间隔20分钟以上)。使用中出现断线,如果越清洗断线越多,则是墨盒中的墨水没有了,这时应立即更换墨盒或填充墨水。
打印机堵头防胜于修
在了解如何清洗堵塞现象之前,我们先来看看为什么喷嘴会堵塞。只有先找到症结所在,才能在以后使用中,预防类似现象的发生。根据经验总结得出,该问题的发生主要有两种原因:认为因素、自然因素。
人为因素:
主要是由于使用质量不是很好的兼容墨水,或打印纸纸屑太多而引起。墨水是混溶液,里面含有大量的颗粒。原装墨水在颗粒控制方面一般都采用专利技术,做的是非常好的;而兼容墨水,特别是一些小品牌,由于生产工艺方面的原因,并且为了节省成本,工艺并未达到要求,造成颗粒较粗,从而存在造成喷嘴堵塞的可能性。纸屑问题看似并不大,但对喷嘴的影响却不能忽视,打印时,墨盒小车的高速运动会带来空气的对流,如果打印纸的纸屑较多的话,就会被卷起来黏在喷嘴上,从而很自然就造成堵塞了。
自然因素:
本因素则与使用原装或者兼容墨盒无关。当打印机长时间不用时,喷嘴上的墨水就有可能干涸,从而造成堵塞。严重的甚至连墨盒里面的抹灰都干涸了。使用环境与堵塞也有很大关系,如果打印机放在靠近窗口,或者被阳光直射的话,堵塞可能性就会成倍增加!另外,通风过度也会有问题,我们要保持室内良好的通风,但不能让风在打印机上形成对流,不然可能造成喷嘴被风干的现象。
了解了原因,其他就好办了。要用兼容耗材的话,也要选用质量较好的;其次,注意打印纸的质量,为几分钱而搞坏上百块钱的喷嘴,真的很不划算;打印机摆放位置选择一个阴凉不潮湿的地方,这样可以为我们省去很多麻烦。
清理好了之后,不要忘记墨盒是怎样安装的哦!