在大多數人的印象中，FDM　3D打印工藝多是通過沉積熔融材料（通常以塑料絲的形式）進行層層制造，這確實是一種經典的打印模式。然而，最近，一種同樣基于FDM原理的新方法正在嶄露頭角，它將打印的原材料從線材轉向使用塑料顆粒或其他顆粒狀原料，這就是顆粒3D打印。

顆粒3D打印是一種新的3D打印方法，通過使用顆粒形式的材料來逐層制造零件。越來越多的公司正在開發使用這種類型材料的機器，甚至是那些標準的3D打印機也可以通過改造，實現與顆粒材料兼容。

△顆粒允許減少成本和制造時間

那么，愛普生推出的此款顆粒3D打印機的獨特之處在哪里呢？

愛普生稱，此機器的新穎之處在于使用了獨特的扁平螺桿擠出技術，允許3D打印各種顆粒材料。這包括樹脂顆粒、金屬顆粒和PEEK等高性能熱塑性塑料。

△愛普生即將推出的3D打印機將采用獨特的扁平螺桿擠出機制，用于顆粒材料。照片來自愛普生。

愛普生進軍增材制造領域

眾所周知，愛普生是2D打印領域的佼佼者。早在2014年，該公司總裁Minoru Usui就表示要從2D打印市場進入到3D打印市場。但是，他指出，他對當時的3D打印技術并不滿意，并且不想盡快推出有缺陷的系統。考慮到產品質量，這一舉措至少需要五年時間才能完成。他當時還斷言，該公司的首臺3D打印機將是大規模和工業化的，使用戶能夠使用幾乎任何材料進行打印。他說：“我們正在開發自己的打印機，我們的目標是改變一切。談到3D打印，我們希望通過我們的設備可以制造任何東西，目標之一是能夠打印任何材料。”2017年，當愛普生宣布進將入該領域的具體計劃作為2025年戰略的一部分時，愛普生離實現3D打印的夢想更加接近。

△愛普生總裁Minoru Usu。照片來自愛普生。

平頭螺桿擠出3D打印

盡管目前未披露過多的細節，但愛普生的新型3D打印機旨在為功能原型和小批量終端產品生產制造“強大而精確”的工業部件。傳統工業系統可能需要特殊材料來補充機器功能，而愛普生的機器將能夠直接打印各種常見的顆粒。這是因為愛普生采用了一種新穎的材料擠出方法，他們利用扁平螺桿（具有扁平配置的直列螺桿）作為噴嘴，這與愛普生注塑機中的噴嘴非常相似。可以打印金屬、聚合物甚至是環保的生物質顆粒。

采用顆粒原料進行打印有兩個優勢:

●顆粒材料通常比其細絲形式的材料便宜得多，因此該系統有望為制造商節省大量成本。

●顆粒狀原料也有助于提高打印速度，因此預計交貨時間也會加快。

此外，打印機可以通過調節打印頭內的壓力和閥門的開關以及進料速度嚴格控制擠出材料的體積。愛普生開發了一種特殊的溫控系統控制打印部件表面的溫度，從而提高打印強度。

該公司寫道：“這款3D打印機的設計目的是使用常用材料制造堅固、精確的物體，從而促進打印機在最終產品的工業部件生產中的使用。它非常適合大規模定制，因為它可以根據客戶的需求生產小批量的零件，質量更高、交貨時間更短，而且成本遠低于傳統制造工藝。”愛普生的現階段目標是在此擠出技術進行多次改進后將3D打印機商業化。在此期間，該公司還將在內部使用該系統對商業和工業設備的部件進行3D打印。

基于顆粒的擠出利基市場

盡管人們對顆粒3D打印領域遠不如傳統FFF關注度高，但在材料兼容性、處理速度和材料成本方面，顆粒3D打印有很大優勢。2021年年底，總部位于德國的多材料3D打印技術開發商AIM3D宣布推出其最新的顆粒3D打印機。ExAM 510采用公司專有的復合擠壓成型 (CEM)工藝，可以同時打印多達三種不同的注塑成型顆粒材料。大約在同一時間，3D打印機OEM廠商WASP也為其大尺寸3D打印系統增加了幾款新產品。該公司的3MT HDP和4070 HDP系統旨在以快速、精確、經濟高效且最終更可持續的方式處理回收聚合物顆粒。