金属3D打印-选择性抑制烧结(SIS)技术（图文教程）

    一种全新的金属打印工艺——选择性抑制烧结（SIS，Selective Inhibition Sintering）技术可能会打印出精度比较高的金属模型。这一技术是由南加州大学的Behrokh Khoshnevis博士和他的团队开发的，基本上是与选择性激光烧结（SLS）以及其他形式的金属打印技术反其道而行之。

选择性抑制烧结设备

    SIS的设计思路相当创新。这种技术并不依赖激光器逐层熔化金属合金，而是在金属还没融化的时候就使其成型。 让我们来解释一下：

    如果采用这种新技术，一台机器首先在打印床上铺上一层金属粉末。然后，使用商用的压电打印头沉积一种液体溶液，这种溶液起抑制剂的作用，阻止它所喷到的金属粉末被加热后融化。

    这种打印头，更类似于喷墨打印机中的打印头，会根据CAD文件在指定的区域边界喷洒溶液（注意，边界内部的区域不喷），使被喷到的金属粉末粘结在一起并硬化，然后机器逐层重复此类操作，生成指定的3D对象，而这个3D对象只是一个由抑制剂粘结而成的外壳，里面充满了金属粉末。

    实际上，它基本上变成了一个充满了金属粉末的模具。然后将其送入高温环境熔化，最终生成一个带有抑制剂外壳的固体金属对象，而这种抑制剂外壳很容易去除。至此，一个金属材料的3D打印对象完成。

    由于这种技术不使用昂贵的激光或电子束发生器，只需要一个能喷洒液态抑制剂的PLE打印头，因此制造成本与现有的金属3D打印机相比一下子下降了几个数量级。 此外，打印的速度也变得更快，因为机器需要打印的只是3D对象的一层表皮，内部并不涉及。

使用SIS技术3D打印的金属扳手

    研究人员开发的抑制剂材料中包含了蔗糖，这是一种可溶解于水的有机表面活性剂。研究团队使用的金属粉末则是一种青铜合金。总体来说，3D打印效果已经相当不错，但仍有很大的提升空间，尤其是涉及该工艺的一些软硬件。此外，打印的部件会有一些收缩的现象，以及液体状态的抑制剂的“过度渗透”现象，这些都可以通过进一步的研究找到解决的办法。

    左边为CAD模型的效果图，右边为使用SIS技术打印出来的金属部件

    该项目的研究资金由美国国家科学基金会提供，由南加州大学的CRAFT实验室的团队从事研发。

该文章所属专题：3D打印