3D打印技术再添新成员：反应性喷射打印

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反应性喷射打印（Reactive Inkjet Printing，RIP）是一种处于早期开发阶段的新3D打印工艺，其中，一种材料会在沉积过程中通过化学反应形成，以这种方式形成材料允许更大的灵活性。这种工艺只需使用两种可以不同比例混合在一起的线材，而不是三种，其可能的材料范围远远大于现有的3D打印技术。使用这种模式，用户可以在打印过程中改变创造出来的材料，从而制造出颜色、弹性、导电性等各种特性渐变的产品。

RIP有点类似SLA。与SLA用UV光固化液体墨水不同的是，RIP通过不同成分之间的化学反应来固化液体。因此，RIP不会有与UV光相关的局限性。
由于墨水的不同成分是反应性的，它们必须分开放置。RIP需要特别设计的化学成分，它们要能快速反应，以快速凝结沉积的材料，从而逐层构建对象。凝结必须具有化学反应性，这样才能粘结下一层和上一层。以不同比例混合不同的成分能获得参数不同的材料，这意味着在打印过程中降低硬化剂的量，最终的结果是有着较高弹性的材料。通过在打印过程中改变比例，能生产出特性渐变的产品。

这种方法既可用于3D打印，也可用于2D打印。在2D打印中，油墨主要由需要蒸发或沉入材料的溶剂组成。由于沉积的材料可以着色并且不含任何溶剂，因此RIP有可能实现无溶剂喷射打印。

图1，带有一个分离器的打印头

真正的挑战在于以一种方式组合两种成分，让凝结不会过早发生。为了解决这个问题，开发人员制定了一些策略。首先，混合成分时不能接触分配器的固体材料，因为成分的快速凝固会引起堵塞。为此，开发人员需要在成分到达表面前或接近表面时混合成分。为了让这种方法广泛可用，需要开发一种分配器，以让开发人员能在打印头内混合成分。为了促进这样一种过程，他们也需要一个特别设计的打印头。

图2（左）：用压缩空气作为分离器的打印头；图3：带有引导电场的打印头

打印头有两个任务。首先，它必须允许成分的混合；其次，它必须让堵塞的风险最小化。开发人员已经准备好了几种设计。分配器必须被分开，以最小化分配喷嘴的堵塞风险。这可以通过添加一个物理屏障（图1）、压缩空气流（图2）或电场来实现，如果成分改变了的话。此外，可以用压缩空气来清洗整个打印头，以去除任何在沉积期间产生的液滴，从而进一步减小堵塞的可能性。其次，打印头必须在不接触混合后的成分的前提下混合成分。最简单的解决方案是让分配器彼此倾斜，让反应性成分彼此碰撞，并在到达表面之前实现混合（见图2）。打印头可以有一个特殊的系统，该系统将把成分引导到与另一种成分的混合点，而不与打印头的材料接触。这可以通过用空气流引导成分或通过利用电场来实现（图3）。