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激光粉末床熔合（LPBF）是一种用于制造金属部件的普遍的增材制造技术，能直接制造复杂精细的高性能金属零件，如打印的高温合金航空燃油喷嘴、钛合金多孔骨骼植入物、内置随形冷却水道的模具镶件已获实际应用。但比较传统制造工艺，LPBF技术利用高能束激光（光斑50-100μm）逐点逐线熔融微细金属粉末，成形效率相对较低，仅适用于单件和小批量零件制造。因此，如何有效地提高其制造效率是当前研究的一大热点。

麻省理工学院的A. John Hart教授团队了将喷墨打印和激光粉末床熔合（LPBF）相结合。在混合喷墨-LPBF过程中，油墨模式以二维模式沉积，以决定在每个粉末层扩散之前或之后的成分修饰区域。油墨中的固体（例如，纳米颗粒）与基粉结合，以在AM过程中实现局部控制的原位合金化，实现了对组合材料的精细控制，如图一所示。

▲ 图1 （a）混合系统的整体运行，包括逐层喷墨沉积；（b）通过喷墨逐层创建组成梯度；（c）内置耐氧涂层叠加制造的可能应。

▲ 图2 （a）带有MicroFab压力调节器和喷头驱动器、外壳气体控制和基板/喷头温度控制器的整体喷墨系统；（c）喷头横截面；（d）单个液滴。

实验过程中，喷头内及其孔口处的油墨需要保持在一定的温度范围内，以使其表面张力和粘度保持在一个非常狭窄的工作状态内。施加在油墨储液罐上的压力也需要保持大致恒定，以确保稳定的喷射。由于希望将构建基底预热到500-600C，导致沉积更加复杂；为了通过喷墨沉积达到任何水平的空间精度或精度，喷头孔需要与喷射表面保持约1mm。并且为了使喷头足够接近构建表面且保持其温度，使用了抛光不锈钢薄板和气隙来提供一层保温。打印头的顶部还有一个热电冷却器，喷头尖端附近的一个RTD，可以在一定程度上控制喷头的整体温度。

▲ 图3 在不锈钢板上喷射的点网格。

▲ 图4 打印的36个棱柱体的顶部视图示例。

一个典型的打印样品由36个棱柱体组成，打印一个小矩形棱柱体（大约宽4mm、长5mm、高2-3mm），间隔至少为2.5mm。对于每一个打印，速度、功率和图层的高度是不同的。所有打印样品使用的316L不锈钢粉末，尺寸分布为15-45µm。

麻省理工学院的A. John Hart教授团队成功将喷墨打印技术与激光粉床熔融相结合。利用喷墨打印的优势，完成了特定精度的材料沉积，空间精度为10-20µm，油墨体积沉积为5-50pL。利用该项设计，为增材制造技术的发展提供了更广阔的空间，不仅对精度达成一定的控制，并且降低了成本。