近日出現的一種全新的金屬打印工藝——選擇性抑制燒結（SIS，Selective Inhibition Sintering）技術。這一技術是由南加州大學的Behrokh Khoshnevis博士和他的團隊開發(fā)的，基本上是與選擇性激光燒結（SLS）以及其他形式的金屬打印技術反其道而行之。

選擇性抑制燒結設備

    SIS的設計思路相當創(chuàng)新。這種技術并不依賴激光器逐層熔化金屬合金，而是在金屬還沒融化的時候就使其成型。 讓我們來解釋一下：

    如果采用這種新技術，一臺機器首先在打印床上鋪上一層金屬粉末。然后，使用商用的壓電打印頭沉積一種液體溶液，這種溶液起抑制劑的作用，阻止它所噴到的金屬粉末被加熱后融化。

    這種打印頭，更類似于噴墨打印機中的打印頭，會根據CAD文件在指定的區(qū)域邊界噴灑溶液（注意，邊界內部的區(qū)域不噴），使被噴到的金屬粉末粘結在一起并硬化，然后機器逐層重復此類操作，生成指定的3D對象，而這個3D對象只是一個由抑制劑粘結而成的外殼，里面充滿了金屬粉末。

    實際上，它基本上變成了一個充滿了金屬粉末的模具。然后將其送入高溫環(huán)境熔化，最終生成一個帶有抑制劑外殼的固體金屬對象，而這種抑制劑外殼很容易去除。至此，一個金屬材料的3D打印對象完成。

    由于這種技術不使用昂貴的激光或電子束發(fā)生器，只需要一個能噴灑液態(tài)抑制劑的PLE打印頭，因此制造成本與現有的金屬3D打印機相比一下子下降了幾個數量級。 此外，打印的速度也變得更快，因為機器需要打印的只是3D對象的一層表皮，內部并不涉及。

使用SIS技術3D打印的金屬扳手

    研究人員開發(fā)的抑制劑材料中包含了蔗糖，這是一種可溶解于水的有機表面活性劑。研究團隊使用的金屬粉末則是一種青銅合金?？傮w來說，3D打印效果已經相當不錯，但仍有很大的提升空間，尤其是涉及該工藝的一些軟硬件。此外，打印的部件會有一些收縮的現象，以及液體狀態(tài)的抑制劑的“過度滲透”現象，這些都可以通過進一步的研究找到解決的辦法。

左邊為CAD模型的效果圖，右邊為使用SIS技術打印出來的金屬部件

    該項目的研究資金由美國國家科學基金會提供，由南加州大學的CRAFT實驗室的團隊從事研發(fā)。