PolyJet 全彩多材料 3D 打印技术

在一次打印中同时表达颜色、透明度、纹理与材料性能

PolyJet 通过工业喷墨打印头精确喷射微小光敏聚合物液滴,并在每一层立即进行 UV 固化。多个材料通道可在同一零件中形成不同颜色、透明度、硬度与触感,帮助团队以接近最终产品的方式完成设计评审、功能验证、医学模拟和视觉模型制造。

从 CMF 原型、透明流道和柔性包胶,到解剖模型、齿科模型和体素级材料分布,PolyJet 的价值在于将数字模型中的多维信息直接转化为可触摸的实体。

技术定义与工作原理

PolyJet 是一种材料喷射增材制造工艺。打印头将液态光敏聚合物以微滴形式喷射到成型平台,每层喷射后立即由 UV 光固化。通过多个喷射通道和数字材料配比,系统可以在单一零件内部或不同区域分配不同材料,形成多色、多透明度、多硬度和多触感结构。打印完成后需去除支撑,并根据材料和应用进行清洗、表面处理或其他后处理。

1. 数据准备

导入 CAD、STL、3MF 或其他支持数据,设置方向、表面、颜色、纹理、材料与支撑。

2. 微滴喷射

打印头按切片数据在平台上喷射模型材料与支撑材料微滴。

UV

3. 即时 UV 固化

UV 光在每层喷射后立即固化材料,形成薄而精细的实体层。

4. 材料混合与区域控制

多个基础材料可形成数字材料,在不同位置表达刚性、柔性、透明度和颜色。

5. 去支撑与表面处理

使用水射流、溶解或手工方式去除支撑,根据需求进行抛光、清洗或涂层。

功能与优势

  • 全彩与 CMF 高仿真:能够表达大范围颜色、渐变、纹理、图案和表面效果,用于设计决策、消费者测试和营销样品。

  • 刚柔与透明材料组合:可在同一零件中组合刚性、橡胶模拟、透明和不透明区域,减少多零件装配。

  • 高精细特征与光滑表面:薄层材料喷射适合小文字、细纹理、复杂曲面、透明流道和精密视觉细节。

  • 数字材料:通过基础材料的体素级配比获得不同硬度、颜色和光学表现,让零件属性随位置连续或离散变化。

  • 一次打印整体模型:多部件、多颜色或软硬结合结构可在一个任务中成型,减少喷涂、粘接和装配。

  • 面向医学与齿科的专用材料:Digital Anatomy、医疗和齿科材料可支持解剖结构、手术模拟、训练模型和实验室工作流。

  • 体素级材料映射:在高级工作流中,可将准备好的体素数据映射为 PolyJet 可打印材料分布,表达内部颜色、透明与密度信息。

典型应用

工业设计与 CMF

外观模型、消费电子、汽车内饰、按键、软触包胶和设计评审样品。

包装与品牌样品

透明瓶体、标签、图形、表面纹理、软硬结合盖件和货架展示样品。

汽车照明与透明部件

灯罩、导光结构、透明流道、车灯视觉样件和内饰 CMF 评审。

医疗模拟与器械研发

医疗模拟与器械研发

患者特异解剖模型、组织模拟、手术训练、器械接触测试和教育模型。

齿科模型与临床模拟

齿科模型与临床模拟

种植模型、手术导板、牙龈模拟、正畸模型和教学训练;中国区不以 TrueDent 义齿为推广重点。

艺术、时尚与表面打印

艺术、时尚与表面打印

将纹理和立体装饰直接打印到对象或织物表面,支持 3DFashion 和 TechStyle 应用。

科研、3DGS 与体素实体化

科研、3DGS 与体素实体化

将经过专业处理的体素、体积或视觉数据映射为多材料实体,表达透明包裹、毛发、内部结构和材料分布。

设备与产品组合

J35 Pro

J35 Pro

紧凑型多材料工程设计与概念建模。

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J55 Prime

J55 Prime

办公环境中的全彩、高仿真和多材料设计验证。

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J850 Prime、Pro、Core

J850 PrimeJ850 ProJ850 Core

更大的材料组合与生产能力,覆盖全彩设计、功能验证和高频工程应用。

J850 / J5 Digital Anatomy

J850 / J5 Digital Anatomy

面向解剖模型、医学模拟和器械研发。

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DentaJet 系列

DentaJet 系列

面向齿科模型、导板、牙龈和实验室工作流。

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J850 TechStyle / 3DFashion

J850 TechStyle / 3DFashion

直接在纺织品和表面上打印立体颜色与纹理。

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从刚性、透明、柔性到医疗与数字材料的组合

刚性与不透明材料

刚性与不透明材料

Vero 系列等,用于精细外观、尺寸评审和多色模型。

透明与半透明材料

透明与半透明材料

用于透明外壳、流道、光学视觉原型和内部结构展示。

柔性与橡胶模拟材料

柔性与橡胶模拟材料

Agilus 等,可表达不同 Shore A 硬度、软触包胶、密封和柔性结构。

全彩材料与数字材料

全彩材料与数字材料

通过基础颜色和材料组合形成丰富色域、渐变和空间变化属性。

ToughOne 等功能材料

ToughOne 等功能材料

面向需要更高韧性和抗冲击的工程验证;具体设备兼容性需确认。

Digital Anatomy 材料

Digital Anatomy 材料

模拟软组织、血管、骨组织和特定解剖手感,用于医疗训练和器械验证。

齿科与生物相容材料

齿科与生物相容材料

用于模型、导板和实验室应用;生物相容性和接触时长按具体材料数据表达。

织物与表面打印材料

织物与表面打印材料

用于 TechStyle / 3DFashion 在织物或现有表面上增加颜色、纹理和立体结构。

软件与数字化工作流程

  • GrabCAD Print

    完成模型导入、方向、材料、颜色、纹理、切片与打印任务管理。

  • 3MF 与颜色/纹理工作流

    >推荐使用能够保留颜色、纹理和材料信息的数据格式,减少仅使用 STL 导致的信息丢失。

  • Voxel Print Utility

    将已有体素数据映射为 PolyJet 可打印的材料分布。它不生成体素数据,也不负责将 CT、MRI 或其他原始影像自动转换为打印模型。

  • Digital Anatomy Creator

    帮助用户为 Digital Anatomy 模型定义解剖结构和组织材料;影像分割与模型准备仍需专业流程。

  • 颜色与材料校准

    实际颜色和触感需通过设备、材料、表面和后处理样件进行校准,数字屏幕效果不能直接等同于实体结果。

客户案例

四川大学华西医院|3D打印支持儿童先心病手术训练

四川大学华西医院心脏大血管外科利用 Stratasys J850 Digital Anatomy 制作儿童先天性心脏病模型,通过多材料组合模拟心肌的形态与质感,用于切割、缝合、穿刺等手术操作训练,为复杂儿童心脏手术提供更加贴近真实临床场景的体外模拟条件。

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西京医院|以患者特异性心脏模型辅助术前规划

空军军医大学西京医院心血管外科利用 Stratasys J850 Digital Anatomy 制作患者特异性的1:1心血管模型,通过不同材料呈现血管、钙化等病理结构,用于手术方案规划、器械选型及并发症风险评估,支持复杂心血管疾病的个性化治疗。

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微软 Xbox|用全彩多材料原型加速控制器开发

微软 Xbox 团队利用 Stratasys J850 Prime 与 PolyJet 全彩多材料技术制作 Xbox 控制器按键原型,在单次打印中呈现透明、色彩、图形纹理及复杂结构,帮助设计团队更快验证不同的颜色、外观与设计细节,加速产品设计与迭代。

查看微软 Xbox案例 >

如何选择这项技术

需求 / 条件
建议判断
需要全彩、透明和多材料同时表达
PolyJet 通常是优先选择。
需要真实工程热塑性塑料或大型工装
优先比较 FDM
需要高精度树脂终端件和低批量生产
优先比较 P3 DLP / Origin Two
需要粉末床批量生产和三维高密度排布
优先比较 SAF / H350
只需要单色外形概念模型
可根据尺寸、成本和速度比较 J3/J5FDM 或外协服务。
需要体素内部材料分布
需同时具备体素数据生成、专业映射和支持 Voxel Print 的 PolyJet 设备。

设计、质量与后处理建议

  • 优先使用 3MF 或保留颜色、纹理和材料信息的数据格式。
  • 透明零件的视觉效果受壁厚、表面、支撑接触和抛光影响。
  • 薄壁、孔和紧配合应使用材料专属补偿和测试件校准。
  • 柔性和刚性区域交界应考虑应力集中、最小厚度和材料兼容性。
  • 多材料模型需在设计阶段确定材料边界、过渡方式和支撑去除路径。
  • 医学模型应建立影像分割、模型审核、材料映射和打印质量控制流程。
  • 体素打印前需由上游软件或算法生成体素数据,Voxel Print 只负责映射到材料。

常见问题解答(FAQ)

PolyJet 是否就是彩色 3D 打印?

全彩是重要能力之一,但 PolyJet 还可实现透明、柔性、数字材料、医学模拟和多材料功能验证。

能否一次打印软硬结合零件?

部分设备和材料组合可以。具体硬度范围、区域数量和打印尺寸取决于设备与材料。

PolyJet 零件能否直接作为终端产品?

部分材料和应用可用于低批量终端件,但应根据耐久、温度、UV、化学和法规要求验证。

Voxel Print 能否直接把 CT 转成模型?

不能。CT/MRI 需要先完成分割、建模和体素数据生成,Voxel Print 再将已有体素映射为材料分布。

为什么不直接使用 STL?

STL 主要表达表面几何,无法完整保留颜色、透明度、纹理和体积材料信息。

中国区是否推广 TrueDent 义齿?

当前中国官网齿科内容应聚焦模型、导板、牙龈和临床模拟,不将 TrueDent 作为重点。

让设计中的颜色、触感和内部信息成为可触摸的实体

提交模型、颜色、材料、透明度、硬度和使用场景,Stratasys 团队可协助选择设备、材料、数据格式和打印参数。