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喷墨式Binder Jetting持续受到关注,工业级应用边界不断拓展

来源:中喷网 发布日期:2026-05-28 234

 

编者:中喷网 墨宸

喷墨式Binder Jetting(粘结剂喷射)作为一种将工业喷墨打印头与粉床成型工艺深度融合的增材制造技术,正在金属、陶瓷、砂型铸造及建筑等领域加速渗透。该技术通过喷墨头选择性喷射粘结剂到粉末床层,使材料逐层固化成型,兼具高速打印、全彩输出、无需复杂支撑结构及适配大尺寸构件等核心优势,正从原型试制向规模化工业生产转型。

超大幅面设备突破,7米级构建体积刷新工业制造想象

在工业级大尺寸制造领域,粘结剂喷射技术的设备能力正快速攀升。2026年1月,德国voxeljet公司正式推出VX7000超大幅面粘结剂喷射3D打印系统,其构建体积达到约7,000×7,000×1,000毫米,可一次性处理超过60吨砂材。该设备采用创新的"反向构建"概念——打印平台保持静止,铺粉与喷墨单元沿Z轴逐层向上移动,配备四组各约1米宽、拥有7,168个喷嘴的喷墨打印头,单层铺粉时间可控制在100秒以内。这一规格使粘结剂喷射技术得以进入风电装备、重型机械等大型铸造型芯与模具的直接制造场景,将传统数周的模具开发周期压缩至数天。

voxeljet并非唯一推进大型化的厂商。其此前推出的VX4000系统已在砂型铸造领域形成4×2×1米的连续打印能力,而VX2000则配备2,000升作业箱,面向工业级砂型铸造应用。行业分析指出,砂型粘结剂喷射应用目前占据约13.3%的市场份额,主要集中在铸造工装与型芯生产领域,可将制造时间缩短最高达75%。

全彩与高性能材料并进,从牙科到珠宝打开功能应用新空间

粘结剂喷射技术的另一显著优势在于其天然适配多通道喷墨系统,可实现全彩打印与多材料复合成型。2025年5月,理光公司发布了面向牙科修复体与眼镜制造的高强度全彩3D喷墨打印技术,将机械耐久性与精细美学表现相结合,拓展了该技术在医疗与消费领域的功能性应用。

在贵金属直接成型方面,Desktop metal于2024年6月宣布其Production System P-1系统通过Legor开发的专用铂粉认证,实现了铂金的粘结剂喷射直接打印。配合此前已认证的不锈钢、纯银、钛金等材料,该技术已在珠宝、钟表及奢侈品领域形成完整的直接制造材料矩阵,无需模具即可快速产出中空、互联及复杂镂空结构。

无需支撑结构重塑设计自由度,金属批量生产经济性凸显

与传统激光熔融等3D打印技术相比,粘结剂喷射的冷打印特性使其无需构建复杂的支撑结构即可成型悬空与内部流道特征,大幅减少了后处理工序与材料浪费。在金属批量生产场景中,该技术允许在单次构建中密集排布数百个零件,实现与零件数量解耦的构建速度,从而在系列化生产中展现出显著的成本优势。

Desktop metal于2024年5月推出的Reactive Safety Kit进一步解决了钛合金和铝合金等活性金属的打印安全难题,通过ATEX认证组件与软硬件升级,使粘结剂喷射技术得以安全、快速地处理此前受限的高价值金属材料。

市场规模高速增长,亚太区增速领跑全球

据行业研究机构数据,全球粘结剂喷射市场2026年估值约为25亿美元,预计至2036年将达到160亿美元,复合年增长率约20.5%。其中金属粘结剂喷射占据约68.5%的收入份额,主要受航空航天零部件与汽车批产需求驱动;亚太地区以22.0%的复合增速领跑全球,中国、日本和韩国的工业化政策支持是核心推动力。

另一份市场预测显示,仅粘结剂喷射3D打印机市场规模便有望从2026年的约4亿美元增长至2031年的10亿美元,年复合增长率达20.1%。北美市场凭借早期技术采纳和航空航天、国防及医疗需求,目前占据约38%的区域份额。

从铸造工装到终端零件,产业链协同深化

粘结剂喷射技术的产业化正依托产业链上下游的深度协作加速推进。GE Additive与材料巨头Sandvik的合作被视为商业化战略的关键支点,双方通过整合工业规模化经验与材料科学知识,共同推动粘结剂喷射从实验性应用向主流制造流程过渡。美国能源部也于2023年10月拨款1,490万美元,支持GE Research与voxeljet合作推进粘结剂喷射研究,标志着该技术已被纳入国家制造韧性战略。

在设备端,土耳其制造商Sinterjet于2025年推出售价约6.5万美元的粘结剂喷射系统,较企业级设备价格降低约60%,为中小企业进入珠宝与精密组件制造领域降低了门槛。

尽管后处理烧结工艺的复杂性与设备初始投资仍是行业普及的制约因素,但随着AI工艺优化将生产时间较传统方法缩短约35%、尺寸精度控制在±0.1毫米以内,喷墨式Binder Jetting正逐步确立其在电动汽车热管理、可持续制造及分布式生产中的长期价值。行业共识认为,该技术正在从"原型工具"进化为"规模化生产支柱",其高速、冷打印、无支撑及大幅面适配的综合优势,将在未来十年持续重塑金属、陶瓷与砂型铸造的工业制造范式。

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