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在本文中，Chemstream 公司的 Marin Steenackers 详细介绍了他们的新型 UV 喷墨 3D 打印技术，该技术很可能成为一项突破性技术，尤其是在精密应用方面。
在过去的几十年中，各种不同的 3D 打印技术应运而生，例如熔融沉积成型 (FDM)、激光烧结 (LS) 和立体光刻 (SLA)，用于制造原型（快速成型）和成品（数字增材制造）。物体通常使用单一材料打印，因此物体具有单一的材料属性。紫外喷墨 3D 打印是 3D 打印技术领域中一个相对年轻且创新性极强的分支。由于其独特的特性组合，例如高分辨率和实现多材料物体的可能性，这项技术在数字增材制造领域拥有巨大的增长潜力。此外，喷墨 3D 打印是一种高效的数字增材制造技术，适用于工业化大规模生产。
通过在单个打印作业中组合不同的打印头，可以制造由多种交织材料组成的复杂物体，这些材料各自具有不同的机械性能（硬度、弹性等）、光学性能（颜色、不透明度、折射率、荧光等）、电性能（带隙、导电性等）、化学性能（亲水/疏水等）和生物活性。这使得生产出具有前所未有独特性能的物体成为可能，可用于光学、汽车和生物医疗设备（微反应器和芯片实验室）等各个领域。
ChemStream 主要专注于3D喷墨打印这一独特生产工艺的应用，例如梯度折射率（GRIN）光学元件或生物相容性多材料微反应器的数字化制造。由于喷墨3D打印工艺的高分辨率，它是目前唯一能够生产具有光学光滑表面的光学应用物体的3D打印技术，无需上光和抛光等通常复杂且昂贵的后处理步骤。
通过与客户密切沟通，ChemStream 设计喷墨墨水配方以及必要的打印策略，以获得打印物体所需的特性。
UV喷墨3D打印采用UV固化墨水，以高精度将小墨滴喷射到基材上（按需喷墨）。打印机由一个或多个打印头、一个可选的匀墨器和一个UV固化站组成。喷射完成后，墨滴在固化前可选地通过匀墨器进行匀墨。然后，打印台降低一层厚度，再打印下一层墨水。与传统的图形化2D喷墨打印（通过同时喷射不同颜色获得彩色图像）类似，具有不同材料特性的墨水可以同时打印。
为了打印复杂的几何形状，需要一种可以在打印作业后去除的支撑墨水。市面上有各种用于喷墨 3D 打印的支撑墨水。大多数支撑墨水是相变墨水，其中固体蜡在其熔化温度以上喷射，或者是紫外线固化墨水，可以在碱性浴中固化后水解。在这两种选择中，实际上不可能创建非常窄的通道，因为支撑墨水无法轻易去除，或者在可能同样损坏物体材料的非常恶劣的条件下去除。因此，ChemStream 开发了一种水溶性紫外线固化喷墨墨水，可以在普通自来水中快速去除。这种支撑墨水技术与先进的打印策略相结合，构成了制造微流体通道的基础，而微流体通道对于高端生物反应器、微反应器和微流体混合器是必不可少的。
将不断涌现的新材料需求转化为工业应用的3D喷墨墨水是一个引人入胜的多学科研究领域。应对新挑战不仅可以通过设计和合成新的分子成分以及先进的配方技术来实现，还可以通过开发新的打印策略和数字化制造工艺来实现。UV喷墨3D打印凭借其独特的特性组合，为未来的材料科学和数字化制造开辟了广阔的全新可能性。
