3D打印领域迅速增长的商业化已经导致陶瓷和金属等特定垂直领域的巨大增长。最近的一份报告显示，到2025年，陶瓷3D打印市场可能达到3.84亿美元。金属市场被认为是AM行业增长最快的市场之一，出于可以理解的原因，预计到2032年将超过180亿美元。
使用上述材料的3D打印能够创建具有优异机械性能的复杂零件。纳米粒子喷射™, AM 3D打印领导者XJet的标志性工艺与陶瓷和金属兼容，为大规模制造高质量、几何复杂的零件提供了一条自动化、安全、环保的道路。我们与该公司首席营销官Guy Zimmerman进行了交谈，以了解更多关于这项技术、它的好处以及XJet的独特方法。
3DN：你能介绍一下你自己和Xjet吗？
我叫盖伊·齐默尔曼。我最近加入Xjet，担任首席营销官，因为公司正在为发展做准备。我有着丰富的经验，但最相关的是我在全球商业领域的背景，包括3D打印行业。与此同时，Xjet是一家3D打印机制造商，致力于解决增材制造、金属和陶瓷领域最具挑战性的领域。高质量、即用即用的金属和陶瓷零件，用于制造而非原型设计：这就是我们使用自己的专利纳米粒子喷射的雄心™ （NPJ）技术。
3DN：NPJ是如何工作的？使用它有什么好处？
NPJ提供清洁、自动化的金属和陶瓷高质量零件制造，无需粉末、人工或后处理。实现这一突破的是XJet独特的基于纳米粒子直接材料喷射的增材制造工艺，该工艺使用最坚韧的材料大规模打印高分辨率零件。在这个过程中，支撑材料和主要材料都是墨水，而不是粉末，这是AM的一种革命性方法。
让我们深入了解一下打印过程。我们称之为：印刷洗涤烧结。基本原理是使用基于纳米颗粒的可获得材料。这样，我们就可以同时打印材料和支撑物，这是一种非常坚硬但可溶的材料。一旦我们完成构建，支架就会通过一个自动过程在水中被冲走。最终烧结阶段在标准工业炉中进行，但温度明显低于基于粉末的解决方案。这实现了最高的复杂性、准确性和水平表面。它还删除了与设计相关的约束。该技术以及薄纳米颗粒层和可溶性支持物的使用能够创建复杂、准确的几何形状，包括内部组件。这也允许以一种迄今为止被认为是不可能的方式实现新的设计功能。
其结果是直接从工艺中获得高质量、高精度的零件。印刷的零件不需要任何额外的加工或机加工。就像XJet的口号一样，你所需要做的就是打印、清洗和烧结。
纳米颗粒带来的另一个优势是能够打印出非常薄的层。与其他添加剂技术相比，密度水平明显更高，达到了材料纯度、密度和表面光滑度的最高水平。这显著提高了零件的性能并降低了烧结效果。
正如你所知，烧结过程会将颗粒转化为实际材料，这通常会导致显著的收缩。利用XJet的技术，该过程在低于200摄氏度的温度下进行，这节省了时间，提高了密度，并减少了各向同性和整体收缩。收缩沿x、y和z轴保持不变，不会导致最终零件变形。这项专有的突破性技术被封装在一个高通量的制造系统中。这是一个数字化、自动化的过程，而不是手动、不安全、污染严重的过程，从而导致零件质量下降。
3DN：Xjet的解决方案有哪些应用？
我们与市场领先的客户一起，瞄准了工业、医疗和消费品这三个行业领域的特定垂直领域和应用。
说到陶瓷，主要是氧化铝和氧化锆，它们具有很高的耐热性、耐腐蚀性和电绝缘性，我们为这个市场带来的设计自由为工业应用（例如半导体制造设备零件、热交换器和电连接器、防波天线和电路板零件）开辟了机会。
种植牙和牙冠是我们正在进入的另一个明显的垂直领域，也是当今不断增长的医疗市场之一。在消费品领域，我们专注于高价值的可穿戴设备，如高端耳塞（这是一个有趣的应用，因为印刷部件非常小，不导电，并且经过定制以提供顶级音质）和豪华手表。
我们甚至在高性能Carmel1400系统中制造了几个陶瓷零件，所以基本上我们用自己的机器打印自己的零件。金属是一种进入市场的最新技术，取代了传统的MIM（金属注射成型），用于短期和高品种的零件，如手术设备、液压系统零件等。
我们支持一系列需要大量零件的独特应用，取代了几种传统技术。该列表包括MIM（金属注射成型）、CNC和熔模铸造，这是一项小型零件的核心技术，每当零件产量低于20000件时就会出现问题，这使我们的技术成为一种更经济的选择。
3DN：为什么Xjet决定推出金属解决方案？
在我们在市场领导者和陶瓷技术领导者中建立了陶瓷技术之后，我们最终确定了使用两种领先的不锈钢材料开发组合中的金属部分。金属是一个更大、更多元化的市场。开发金属解决方案更具挑战性，但我们已经达到了前所未有的性能水平，甚至比陶瓷更好。在经历了漫长的评估过程后，我们于2022年初将其推向市场。
它现在可以使用了，我们在Formnext 2022上展示了它，并获得了该技术领先测试版用户的推荐。参观者了解了这种金属解决方案如何与多种基于粉末的技术竞争，作为一种可用于各种行业的自动化、清洁金属工艺，它具有明显的优势。
这项技术有几个好处。首先，我们能够开发出能够与金属一起工作的可溶性支撑材料，这对许多用户来说是一个巨大的优势。另一个是零件的高质量表面水平，从机器出来就很清楚，不需要任何额外的工艺。第三个好处是生产高精度的高度复杂的零件，这对许多应用来说是一个巨大的优势。
为了说明这一点，我们可以用不锈钢整体打印豪华手表的腕带。它可能需要一点抛光，但仅此而已。我们能够精确打印，从而可以打印零件内部的腕带轴承，而无需组装。NJP凭借其独特的喷射与粉末的能力，为用户提供了用金属打印极其精确、高性能零件的能力。我们专注于那些希望在各种面向消费者的垂直领域中制造高性能、精确零件的用户。
3DN：你引以为豪的另一个方面是你的流程的可持续性。它究竟是如何环保的？
首先，它是安全的。这些材料是安全的，装在封闭的瓶子里，没有有毒颗粒或游离粉末。对于操作它的人来说，这是一个安全的过程，而对于许多AM和传统过程来说，情况并非如此。此外，它使用的材料量正好是零件所需的材料量。在真正的增材建筑过程中，它不会浪费任何东西。
我们的支撑材料可溶于水，可以安全排水。它含有一些矿物质，但非常安全，在某些地方可以作为饮用水。这对人类和环境都更安全，因为它几乎消除了废物处理问题。
最后但同样重要的是，与许多其他工艺相比，我们的烧结也更环保。它通常是这个过程中最耗能的部分，但因为我们在相对较低的温度下进行较短的时间，所以我们节省了相当多的能源。这些关键因素使NJP成为金属和陶瓷领域最环保的工艺之一。
3DN：我们的读者还有什么遗言吗？
总之，NPJ技术提供了三个主要优势。墨水中的纳米颗粒使其更安全、更准确，达到更高的密度。第二个好处植根于建筑过程，打印最薄的层，以实现无与伦比的无限复杂性和真正的功能性设计。第三个是绿色元素。我们的零件可以在水中清洗，不会留下任何残留物。
这个过程本身只包括三个步骤：印刷、洗涤和烧结。展望未来，我们相信该技术将成为陶瓷和金属、工业、高质量、复杂零部件制造数字化转型的重要组成部分。
