硅膠材料具有耐高低溫、耐水性好、高頻絕緣性好，不溶于水和任何溶劑，無(wú)毒無(wú)味，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在醫(yī)療器械、密封件、汽車零部件制造等領(lǐng)域。硅膠類的產(chǎn)品的制造工藝有注塑成型、模壓成型、擠出成型等。

傳統(tǒng)的硅膠產(chǎn)品制造工藝，特別是依靠模具的硅膠產(chǎn)品制造工藝復(fù)雜且耗時(shí)，這給快速制造復(fù)雜的硅膠產(chǎn)品或小批量產(chǎn)品帶來(lái)了一定難度，那么制造復(fù)雜的硅膠產(chǎn)品或者小批量硅膠產(chǎn)品的任務(wù)是否可以交給3D打印技術(shù)來(lái)完成呢？國(guó)內(nèi)外都已有企業(yè)向硅膠3D打印技術(shù)拋出了橄欖枝，有的硅膠3D打印機(jī)已經(jīng)走向商業(yè)化。今天，共同來(lái)了解一下這些硅膠3D打印技術(shù)。

解決硅膠固化的問(wèn)題

傳統(tǒng)的硅膠制造工藝流程復(fù)雜、成本高，比較適合用于制造大批量的硅膠產(chǎn)品。這也讓硅膠產(chǎn)品原型、小批量以及復(fù)雜硅膠產(chǎn)品的制造變得非常昂貴，雖然3D打印技術(shù)在制造快速原型、小批量和復(fù)雜產(chǎn)品方面具有優(yōu)勢(shì)，但由于硅膠材料難以快速融化和冷卻，因此硅膠很難像熱塑性塑料那樣應(yīng)用于3D打印技術(shù)中。以下幾家企業(yè)從不同的角度出發(fā)來(lái)克服硅膠3D打印中存在的困難，為拓展硅膠產(chǎn)品的應(yīng)用創(chuàng)造了可能性。

工業(yè)級(jí)的硅膠3D打印機(jī)

德國(guó)瓦克化學(xué)有機(jī)硅事業(yè)部研發(fā)了一種硅膠3D打印材料，并推出了工業(yè)級(jí)硅膠3D打印機(jī)ACEO Imagine Series K。

瓦克化學(xué)通過(guò)其獨(dú)有按需滴定技術(shù)（ACEO）來(lái)進(jìn)行硅膠3D打印，在打印中硅膠材料以微小的液滴狀態(tài)被打印頭擠出，然后通過(guò)紫外線對(duì)硅膠液體進(jìn)行固化，解決硅膠材料固化的問(wèn)題，硅膠液滴就這樣被逐層沉積直到整個(gè)打印對(duì)象最終成型。在固化之前，硅膠液滴處于流動(dòng)狀態(tài)，所以打印件可以做到非常均勻。

打印過(guò)程中產(chǎn)生的支撐結(jié)構(gòu)則采用的是一種容易去除的水溶性材料，這為打印復(fù)雜的硅膠產(chǎn)品創(chuàng)造了條件。瓦克化學(xué)的工業(yè)級(jí)硅膠3D打印機(jī)在2016年IDTechEX展會(huì)上正式亮相，已為正式發(fā)售做好準(zhǔn)備，應(yīng)用范圍包括定制化的3D打印硅膠呼吸面罩、定制化的硅膠鞋墊、助聽器、眼鏡鼻托，以及隱形眼鏡等光學(xué)應(yīng)用。

多種硅膠材料3D打印機(jī)

美國(guó)ALT公司正在研發(fā)一種硅膠基材料的3D打印機(jī)，旨在突破硅膠不容易快速融化和冷卻的特性，并能夠打印多種具有不同粘度、顏色，不同肖氏硬度的硅膠材料。

ALT公司用這個(gè)3D打印技術(shù)打印了一個(gè)硅膠的醫(yī)療模型，模型中包括皮膚、骨骼、肌肉、脂肪等人體解剖結(jié)構(gòu)，模型中留出的孔隙代表人體中的血管。這臺(tái)3D打印機(jī)還可以用于打印硅膠手機(jī)外殼、定制化的鞋墊以及汽車零部件、硅膠密封件、助聽器、傳感器、微流控芯片等。

氣壓材料擠出的硅膠3D打印機(jī)

深圳奇遇科技有限公司研發(fā)了一種氣壓擠出式的硅膠3D打印機(jī)，旨在打印出具有柔和和彈性特性的硅膠產(chǎn)品。

3D打印的硅膠打印頭包括硅膠筒以及安裝于硅膠筒一端的針頭，硅膠筒的另一端通過(guò)導(dǎo)氣管與氣壓調(diào)整模組的氣道連通。針頭外壁上裝有一個(gè)加熱模塊和溫度傳感器，它們與總控模塊通信連接。在這臺(tái)3D打印機(jī)中還有另外一組加熱模塊和傳感器，它們位于打印機(jī)的成型平臺(tái)頂部，也同樣與總控制模塊相連接，在成型平臺(tái)中還裝有一個(gè)加熱筒，在加熱筒內(nèi)形成硅膠產(chǎn)品的成型區(qū)域。在打印過(guò)程中總控制模塊可以根據(jù)打印出的硅膠產(chǎn)品高度對(duì)應(yīng)控制加熱筒內(nèi)對(duì)應(yīng)位置的加熱單元，對(duì)擠出的硅膠材料進(jìn)行均勻加熱。

在打印時(shí)，打印機(jī)的總控模塊根據(jù)待打印的硅膠產(chǎn)品的模型數(shù)據(jù)信息控制打印機(jī)的Z軸，讓成型平臺(tái)移動(dòng)至與該硅膠產(chǎn)的各層對(duì)應(yīng)的位置，然后驅(qū)動(dòng)硅膠打印頭沿著預(yù)定路徑以第一預(yù)定速率移動(dòng)，同時(shí)控制氣壓調(diào)整模組調(diào)整硅膠打印頭內(nèi)的氣壓，從而使硅膠打印頭以第二預(yù)定速率擠出硅膠，最終完成對(duì)該硅膠產(chǎn)品的各層的打印。

在打印中硅膠材料通過(guò)氣壓硅膠打印頭擠壓出來(lái)，使得出料控制更加精確，便于提高該打印出的硅膠產(chǎn)品的精確度。位于針頭中的加熱模塊和成型平臺(tái)中的加熱筒，將對(duì)硅膠材料進(jìn)行加熱，以促進(jìn)該硅膠產(chǎn)品的固化。

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