墨水循環系統在砂型3D 打印中的應用與研究

馬利強，劉 軼，田小柳，王軍偉，王志剛，閆 濤，周志軍

（共享智能鑄造產業創新中心有限公司，寧夏 銀川 750001）

噴墨打印是一種以液態墨水為噴射對象的非接觸式數碼印刷。近年來，隨著以噴墨打印為基礎的3DP 增材制造技術的興起，傳統噴墨打印再一次煥發出新的活力[1-3]。在鑄造砂型3D 打印中，常以呋喃樹脂作為黏結劑進行噴墨打印。呋喃樹脂有著明顯的粘溫特性，而黏度對噴墨打印效果的影響非常顯著[4]，因此，為了得到穩定的砂型3D 打印結果，對噴射墨水實施溫度調控措施必不可少。另外，噴繪打印中常會因為墨水中混有氣泡造成噴頭的氣體栓塞現象，發生堵孔問題，該現象在砂型3D 打印中也很常見。基于以上兩點考慮，具備墨水循環功能的噴墨打印頭被應用于砂型3D 打印中，流動的墨水可以帶走噴頭上產生的熱量，起到維持噴頭溫度的目的，同時能夠帶走噴頭墨腔中的氣泡，減小噴頭堵塞的風險[5]。本文以帶墨水循環功能的富士SG1024 噴頭為對象，研究墨水循環量的影響因素以及對打印效果的影響，實現該噴頭在砂型3D 打印上的穩定使用。

1 噴頭墨水循環系統的研究

1.1 噴頭墨水循環基本原理

SG1024 噴頭依靠主墨盒與循環墨盒兩端的負壓差，為墨水循環流動提供動能，圖1 所示為SG1024 噴頭墨水循環原理圖。墨水從液料箱經供墨泵進入主墨盒，并進一步從進墨管流入噴頭中。為了防止噴頭中的墨水不斷地從噴孔流出，要在主墨盒上施加一定負壓，稱為主負壓，主負壓的大小只與主墨盒液位到噴頭噴嘴板的高度差有關。……