如今，3D打印有许多不同的形式，英国和德国的研究人员正在探索HelixJet的新角度，HelixJet是一种具有双螺旋电极结构的电容耦合射频等离子体。研究人员在最近出版的“HelixJet：下一代增材制造（3D打印）的创新等离子源”中概述了他们的研究，并将激光烧结（LS）与他们使用Filam等离子射流的数字制造用熔化粉末的新方法进行了比较。螺旋形的，能够根据材料的角度或“螺旋度”旋转。

激光烧结聚酰胺球L1。光照（a）通过二次电子的扫描电子显微镜获得的低（b）和高放大率（c）下的表面形态的细节

“为了提供原理证明，选择HelixJet处理聚酰胺12（PA 12）是因为PA 12广泛用于LS工。”研究人员表示。

PA 12具有合适的机械性能和良好的热特性，对于LS工艺具有高度可重复性，但仍然在效率方面提出了挑战 - 以及断裂伸长率，导致失效的孔隙率和较低的延展性等问题。研究人员从EOS获得以下研究：

PA2201（1）

PA2200（2）

PA2221（3）

“这些粉末之间的主要区别在于加工性和部件性能。 PA 12的共同特性已应用于颗粒加热的模拟：块状材料的密度为1.01g / cm 3，导热率为0.51W /（m K），比热容为1.75J /（gK）。请注意，质量密度取决于其形式（粉末或体积）。因此，指定的粉末密度为0.93g / cm 3（PA1和PA2）和0.97g / cm 3（PA3）。

样品在具有默认参数的EOS Formiga P100 LS系统上进行3D打印。 HelixJet通过射频电源连接到两个双螺旋电极，由氩气供电。

在聚酰胺12的等离子体打印中应用的等离子体源和沉积条件的规范

将一个“喷射”的粉末送入等离子体，气体的动量迫使粒子通过等离子体柱。垂直于灯丝定位的电极加速了新等离子体源中灯丝的滑动。

“放电的HS成像实验证实HelixJet中没有形成长丝，但是在管中形成了均匀的辉光放电柱。研究人员表示，只有射频功率频率引起的发射调制仍然存在。

喷射截面中的预测电场限制为两个电极的一圈，在三维图（a）中以y = 0（b）的ax-z切割和在z = 5.4mm（d）的ax-y切割中呈现。（a）中的符号表示具有恒定电场幅度| E |的等值面等于102kV / m（A），130kV / m（B）和174kV / m（C1和C2）。实验观察显示HS相机PI-MAX4拍摄的轴向图像，曝光时间为3 ns（c），佳能EOS 600D（e）拍摄的侧照为1/80秒

实验证明，加热粉末导致熔化表面温度，具有较冷的核心。研究小组将此解释为“自我调节效应”，安装温度和蒸发导致等离子体“淬火”，并使颗粒温度降至熔点以下。

这种效应导致在慢热烧结和LS工艺中发现的形态特征组合的存在，并且能够透视地显示具有相当的材料特性的3D物体的等离子体打印，如SEM和化学分析所证明的那样。

在可行性实验和建模的基础上，使用HelixJet将等离子体制造工艺升级到1 cm3 / min的速度似乎是可能的，尽管需要进一步的工作来将HelixJet转换为全增材制造工具，例如，引入连续粉末进料系统和计算机控制。

照片（a）和HelixJet的红外热像（b）。HS IR相机聚焦在标记为“变焦”的区域，用于粒子温度的IR测量（与图4相比）。 HS IR，高速红外线

3D打印已经成为一种技术，拥有大量的技术、硬件、软件和围绕它的材料 - 化学在当今和使用不同气体方面发挥着重要作用，研究人员研究气体化学，研究它们对金属的影响， 甚至用燃气轮机部件进行创新。

粒子的温度动力学。在T1=6.6×10 4 S（A）和T2=9.3×10 3 S（B）背景温度为350°C后，通过热传导模拟获得颗粒和气体温度；在2 Kfps时，排出物中颗粒的高速红外热成像；颗粒温度：颗粒温度从图3b（c）所示的缩放区域测量，跟踪单粒子运动（d）。请注意，在（c）和（d）中，不同尺寸的粒子是由红外成像光学聚焦到喷射轴引起的。不聚焦的粒子以不同的尺寸和不正确的温度出现。