南極熊導(dǎo)讀:對于全球年出貨量達數(shù)百萬臺的桌面FDM 3D打印機,多色多材料打印是目前的熱點方向。目前市面上的方案,在打印多色模型時,材料浪費嚴重,而且一般只能打印四種顏色。有沒有可能通過打印頭及送絲裝置的創(chuàng)新,來改變這一現(xiàn)狀?
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2025年7月22日,南極熊獲悉,內(nèi)蒙古眾合增材制造科技有限公司(以下簡稱 “眾合增材”)最近獲批了多項相關(guān)專利。研發(fā)了一種無支撐全彩多功能3D打印系統(tǒng),以多項創(chuàng)新設(shè)計解決傳統(tǒng)打印痛點,目前已獲得三項發(fā)明專利授權(quán)。
一、球形多功能3D打印噴頭
在整套打印系統(tǒng)中,眾合增材設(shè)計了一款球形多功能3D 打印擠出頭,針對傳統(tǒng) 3D 打印中換料復(fù)雜、材料浪費、結(jié)構(gòu)強度不足等問題提出系統(tǒng)性解決方案,打印頭內(nèi)置12個及以上獨立噴嘴,每個噴嘴可以打印不同顏色、直徑及材質(zhì)的線材。
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△球形打印頭外部結(jié)構(gòu)(左)、球形打印頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)(右)
球形布置的多功能噴頭是該系統(tǒng)的核心創(chuàng)新之一。其采用中空殼體設(shè)計,內(nèi)置12 個及以上獨立噴嘴,可分別適配不同顏色、直徑及材質(zhì)的線材。通過蝸桿電機驅(qū)動的三軸運動模式,每個噴嘴能在X、Y、Z 三維空間任意位置精準停留,實現(xiàn)無支撐打印—— 無需額外支撐結(jié)構(gòu)即可完成復(fù)雜幾何形狀打印,大幅減少材料浪費與后期處理時間。
更值得關(guān)注的是,該噴頭突破傳統(tǒng)“逐層打印” 模式,支持斜向打印,使模型 Z 軸方向強度顯著提升,最終成品各方向呈現(xiàn)近似 “各向同性” 屬性,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性遠超傳統(tǒng)設(shè)備。同時,球形殼體集成冷卻風(fēng)道,通過獨立氣泵提供冷卻氣流,相比傳統(tǒng) “風(fēng)扇 + 噴頭” 一體化設(shè)計,既減輕噴頭重量,又提升 XY 軸打印精度與速度,加速度表現(xiàn)更優(yōu)。
二、集成式送料系統(tǒng):降本增效的“全能管家”
與打印頭配套的12 合1集成式擠出機(材料管理系統(tǒng))徹底顛覆傳統(tǒng)多擠出機設(shè)計邏輯:通過拼接式料槽與動態(tài)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu),僅需一臺擠出機即可實現(xiàn)多色、多直徑、多材料的快速切換。換料過程無需切料、換頭或擦除殘留材料,僅通過切片軟件控制噴頭角度調(diào)整即可完成,單次換料時間縮短 60% 以上,線材損耗降低至傳統(tǒng)模式的 1/5。
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△集成式的擠出機(左上)、自動線材更換裝置(右上)、材料儲存盒(下)
三、四熱床與多維度打。哼m配復(fù)雜場景需求
為滿足特殊結(jié)構(gòu)模型的打印需求,系統(tǒng)創(chuàng)新性的支持X、Y、Z、T(頂部)四熱床設(shè)計,結(jié)合類似 “吊車伸縮臂” 的齒條傳動結(jié)構(gòu),可實現(xiàn)多維度無碰撞打印。無論是大型工業(yè)零件、精細文創(chuàng)產(chǎn)品,還是復(fù)雜建筑構(gòu)件,均能保持穩(wěn)定的打印精度與效率。
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△四熱床無支撐方案(左)、不含無支撐方案(右)
行業(yè)價值:從技術(shù)創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)落地
眾合增材負責(zé)人郭鋆向南極熊表示:該技術(shù)方案的核心優(yōu)勢在于“以集成化思維解決傳統(tǒng) 3D 打印的效率、成本與性能矛盾”。目前,傳統(tǒng)多色 / 多材料打印設(shè)備普遍面臨換料復(fù)雜、能耗高、結(jié)構(gòu)強度不足等問題,而該系統(tǒng)通過多項核心技術(shù)創(chuàng)新,能夠?qū)崿F(xiàn)無支撐打印、多彩色打印、自動化換料、高自由度打印、環(huán)保節(jié)能等功能。
此次推出的新型擠出頭與送料系統(tǒng)已申請多項發(fā)明專利,相關(guān)技術(shù)可直接適配現(xiàn)有3D 打印設(shè)備升級改造,也可用于全新設(shè)備量產(chǎn),廣泛適用于工業(yè)制造、建筑建材、文創(chuàng)設(shè)計、醫(yī)療輔助等多個領(lǐng)域。
合作邀約:誠尋設(shè)備廠家共推產(chǎn)業(yè)化
目前,眾合增材希望通過南極熊,面向全國誠尋具備設(shè)備生產(chǎn)能力的廠家展開合作,共同推進該技術(shù)的規(guī);慨a(chǎn)與市場推廣。合作模式包括技術(shù)授權(quán)、聯(lián)合研發(fā)、整機代工等多種形式,公司將提供全套技術(shù)方案、專利支持及生產(chǎn)指導(dǎo)。
從實驗室到生產(chǎn)線,從技術(shù)圖紙到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,眾合增材的新型3D 打印方案正為行業(yè)帶來新的可能性。期待與設(shè)備廠家攜手,讓創(chuàng)新技術(shù)加速落地,共繪增材制造產(chǎn)業(yè)的新藍圖。
不過,在南極熊看來,整個設(shè)計實現(xiàn)起來的工程難度挺大,要想真正做到,需要很強的工程化能力。
眾合增材:15104719788(微信同號)
關(guān)于眾合增材
眾合增材自2020 年成立以來,始終聚焦 3D 打印技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。公司主營業(yè)務(wù)覆蓋增材制造咨詢、設(shè)備銷售、軟件開發(fā)、新材料推廣等多個領(lǐng)域,尤其在建筑 3D 打印、多材料復(fù)合打印等方向形成技術(shù)壁壘。截至目前,公司已擁有 “一種 3D 打印混凝土應(yīng)用”“基于黃河砂的原位建筑 3D 打印系統(tǒng)” 等十余項發(fā)明及實用新型專利,并參與編制《建筑 3D 打印機器人通用技術(shù)規(guī)范》(T/CASME 814-2023)團體標準,該標準已于 2023 年 10 月正式實施。
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