粘结剂喷射（Binder Jetting，简称 BJ）是粉末基增材制造的核心技术路线之一，采用 “铺粉 - 选择性喷射粘结剂 - 逐层固化” 的非熔融成型机制，将生坯成型与高温致密化过程解耦，在材料科学研究中具备独特的工艺优势。区别于 SLM 等激光熔融类工艺，BJ 成型全程无高温熔池，可保留粉末原始组分与微观结构，适配金属、陶瓷、高分子、生物粉体等多类材料体系，支持复杂多孔结构与梯度材料的快速制备。深圳森工科技 ComproJet 系列科研级粘结剂喷射 3D 打印机，针对材料科研场景的微量实验、参数开放、多阶段研发需求做了专项优化，配备三级可切换成型缸与多模式科研软件，大幅降低新材料研发的试错成本，提升工艺迭代效率与实验可复现性，成为高校、科研院所与企业研发部门开展材料基础研究与配方开发的核心实验平台。

一、粘结剂喷射（BJ）工艺的核心原理

粘结剂喷射 3D 打印的成型过程分为两个核心阶段：生坯打印阶段与后处理致密化阶段。 在打印阶段，设备铺粉机构在成型平台均匀铺设一层粉末材料，随后压电喷头按照切片模型的路径数据，在粉末层的指定区域精准喷射液态粘结剂，使粉末颗粒通过粘结剂实现局部粘合，形成单层截面结构；逐层重复铺粉、喷墨、固化的循环，最终得到具有一定强度的三维生坯。生坯经清粉、脱脂、烧结或浸渗等后处理工序后，获得满足性能要求的致密功能性样件。

与激光选区熔化（SLM）等工艺相比，BJ 最核心的特征是成型过程不熔化粉末基材，仅依靠粘结剂实现颗粒间结合，粉末始终保持固态。这一底层机制决定了其在材料研究中具备不可替代的适配性，尤其适合热敏材料、多组分复合材料与难熔材料的研发探索。

二、粘结剂喷射技术在材料研究中的核心优势

1. 非熔融成型，保护材料原始组分与界面结构

激光熔融类 3D 打印工艺会产生局部上千摄氏度的高温熔池，对于金刚石铜、钨铜、陶瓷增强金属基复合材料、高熵合金等体系，容易造成增强相热分解、界面反应、元素偏析与相变，破坏材料设计的初始组分与微观结构。

BJ 成型全程处于低温环境，不改变粉末的物相与化学状态，可完整保留原始粉末的粒径、级配、表面改性状态与多组分比例，最大程度降低成型工艺对材料本征性能的干扰，非常适合研究材料本身的组分 - 结构 - 性能对应关系，是热管理复合材料、难熔合金、功能陶瓷等方向研究的优选工艺路线。

2. 开放材料体系，适配多类粉末材料探索

材料研发的核心是配方迭代与新体系探索，传统熔融类 3D 打印对粉末的熔点、流动性、激光吸收率有严格要求，很多新型材料无法适配。BJ 工艺对粉末自身的熔融特性没有硬性要求，材料兼容性极强，可支持金属、陶瓷、高分子、砂、药物粉体、生物粉体、复合混合粉末等几乎所有可铺展的粉末体系深圳森工科...。

研究人员可自主调整粉末配方、粒径级配、表面改性方案与粘结剂组分，快速开展大量平行对比实验，完成新材料的早期可行性验证与配方优化，大幅缩短新材料从概念到样件的研发周期。

3. 免支撑复杂结构成型，拓展结构性能研究边界

粘结剂喷射工艺中，未被粘结的松散粉末天然作为成型支撑，打印薄壁、多孔结构、微流道、晶格结构、拓扑优化结构等复杂几何样件时，无需额外设计与去除支撑结构，也不会留下支撑残留痕迹。

该特性使研究人员可以自由设计并制备各类梯度孔隙、仿生结构、点阵结构试样，直接开展力学性能、热学性能、流体传输性能、催化性能等与结构相关的表征，极大拓展了材料 “结构 - 性能” 关联研究的边界，尤其适合多孔储能材料、催化载体、生物支架等方向的研究。

4. 支持微量实验，大幅降低贵价材料研发门槛

新材料研发阶段，金刚石、稀有金属、特种陶瓷等高价值粉末材料单价昂贵，传统工业级 BJ 设备单次实验需填充整缸粉末，用料量大、试错成本极高，严重限制配方迭代的频次与平行实验的数量。

科研级 BJ 设备可通过小容积成型缸实现微量实验，仅需几十克粉末即可完成打印验证，大幅减少珍贵粉体的消耗，将单组实验的材料成本从数千元降至百元级别，让多组分、多梯度的平行对照实验成为可能，显著提升研发效率。

5. 全参数数字化可控，保障实验可复现性

材料科学研究对实验变量的精准控制与结果可复现性有极高要求。科研级粘结剂喷射设备可将铺粉层厚、喷墨量、墨滴频率、铺粉速度、固化时间、辊压压力等关键工艺参数全部开放，支持定量调节与数字化记录深圳森工科...。

研究人员可以精准控制单一变量，系统研究工艺参数对生坯质量、微观结构与最终性能的影响规律，建立完整的 “工艺参数 - 微观组织 - 材料性能” 数据库，实验数据可记录、可追溯、可复现，充分满足学术论文发表与科研成果验证的要求。

6. 成型与烧结解耦，便于后处理与致密化机理研究

BJ 工艺仅负责生坯成型，材料的最终致密化依赖独立的脱脂、烧结或浸渗工序。成型环节与高温致密化解耦的特点，让科研人员可以单独研究烧结温度、保温时间、烧结助剂、脱脂工艺等变量对材料致密度、晶粒尺寸、孔隙率、力学性能的影响规律。

该特性非常适合开展粉末冶金烧结动力学、脱脂机理、致密化调控等基础研究，也便于针对不同材料体系开发定制化的后处理工艺，实现材料性能的精准调控。

三、森工科技 ComproJet 科研级 BJ 打印机的科研适配设计

ComproJet 系列是深圳森工科技面向材料科研场景打造的桌面级科研型粘结剂喷射 3D 打印机，以 “桌面级体积、工业级性能、科研级功能” 为核心定位，针对材料研发的全流程需求做了深度优化，广泛适配高校材料学院、重点实验室与企业研发中心的实验场景。

1. 三级成型缸配置，覆盖研发全流程

设备配备标准缸、实验缸、微量缸三级可切换成型缸，灵活匹配不同研发阶段的需求：

• 微量缸（30×30×30mm）：用于早期配方快速筛选与工艺摸底，以金刚石铜材料为例，单次打印仅需约 47g 粉末，用量仅为标准缸的 2.5%，极大节约高价值材料；
• 实验缸（50×50×50mm）：用于工艺参数优化与稳定性测试，平衡用料成本与试样尺寸；
• 标准缸（160×60×60mm）：用于中等尺寸样件制备与多组平行试样打印，满足性能表征与重复性验证需求。

三级缸体设计完整覆盖了从 “配方摸索 - 工艺优化 - 样件验证” 的材料研发全周期，帮助科研人员在不同阶段平衡研发效率与材料成本。

2. 工业级硬件配置，保障高精度与稳定性

ComproJet 搭载理光 G5 工业级压电喷头与负压闭环墨路系统，物理分辨率达 600DPI，打印分辨率最高 1200DPI，喷头定位精度 1μm，成型尺寸偏差可控制在 0.1-0.2mm 级别，铺粉层厚最低可达 30μm，可实现精细结构与复杂形貌的高精度制备，实验数据精准可靠深圳森工科...。

设备采用双缸下供粉结构与模块化设计，铺粉、喷墨模块独立分离，运行稳定且维护便捷；整机尺寸仅 785×665×655mm，普通实验室桌面即可摆放，无需专门规划工业场地，完美适配实验室空间限制。

3. 多模式科研软件，匹配不同实验需求

设备内置专为科研场景开发的多模式控制系统，提供三种打印模式，匹配不同研发阶段的需求：

• 实验模式：支持全参数自定义与单动作独立控制，可单独操控铺粉、喷墨、固化等核心步骤，便于科研人员实时观察粉末铺展、粘结剂渗透、生坯成型状态，开展工艺机理研究与参数调试；
• 校验模式：采用标准化模型与固定参数，减少变量干扰，简化实验流程，确保实验结果的稳定性与可复现性；
• 标准模式：支持用户自定义模型与参数，自动化连续打印，适配小批量样件制备与重复性验证实验。

4. 强拓展性与定制化能力，适配前沿研究方向

设备支持自定义粘结剂墨水，兼容水基、油性等多种粘结剂体系，可适配铜基复合材料、结构陶瓷、生物粉体、药物粉体、高熵合金等多个前沿材料方向的科研项目。森工科技还可根据科研需求提供加热缸、双喷头多通道、定制化软件功能等拓展改造，配套专业技术团队协助工艺开发，支撑个性化科研项目落地。

四、典型科研应用方向

1. 金属基复合材料研发：金刚石铜、钨铜、弥散强化铜、颗粒增强铝基复合材料等热管理与结构材料的配方开发与结构设计，避免激光熔融造成的增强相损伤；
2. 陶瓷材料研究：氧化铝、碳化硅、氧化锆、氮化硅等结构陶瓷与功能陶瓷的复杂结构成型，以及烧结工艺、致密化机理研究；
3. 多孔与晶格材料：多孔金属、多孔陶瓷、点阵结构的制备，用于储能电极、催化载体、过滤分离、生物医用支架等领域的结构性能研究；
4. 新型合金探索：高熵合金、难熔合金、钨镍铁等特种合金的粉末成型与烧结工艺研究，解决传统工艺成型困难的问题中国日报网；
5. 药物与生物材料：药物粉体成型、可降解高分子支架、生物陶瓷植入物的制备，实现个性化结构与剂量调控；
6. 粉末冶金基础研究：粉末铺展行为、粘结剂渗透机理、生坯强度调控、脱脂烧结动力学等基础科学问题的实验验证

结语

粘结剂喷射（Binder Jetting）3D 打印凭借非熔融成型、材料体系开放、复杂结构免支撑、工艺参数可控、研发成本低等核心优势，已经成为当代材料科学研究中不可或缺的粉末试样制备技术，为新材料配方探索、结构性能关联研究、粉末冶金基础研究提供了全新的技术路径。

森工科技 ComproJet 科研级粘结剂喷射 3D 打印机，精准锚定材料科研场景的痛点与需求，通过三级缸体设计、工业级高精度硬件、多模式科研软件与高拓展性配置，解决了传统工业 BJ 设备用料成本高、参数封闭、不适合早期探索的问题，为金属、陶瓷、复合材料、生物及药物粉末等多个前沿方向的科研工作提供稳定、可复现的增材制造实验平台，有效加速新材料从配方探索到性能验证的研发进程。