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3D打印材料如何推动3D打印技术走向生产?

2018-08-09 22:24编辑:304321316l.com人气:


众所周知,材料是限制3D打印进步的最大因素,而同时材料也是解放3D打印潜力的神奇钥匙。制造定制化产品和复杂的产品是3D打印一大吸引力,然而这些优势如何突破原型制造的应用,在最终产品的生产领域有多大的发展空间很大程度上取决于材料技术的发展。小编整理了3D打印材料的发展趋势,通过这些发展趋势让我们共同来体会一下材料是如何推动3D打印技术走向生产的。

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    图片来源:PWC

 塑料–走向工程级别应用

热塑性丝材和液体树脂占据了塑料3D打印的主要市场,塑料丝材应用于基于材料挤出的FFF(电熔制丝)和FDM(熔融挤出)3D打印技术,树脂材料光固化材料应用于SLA、DLP、Polyjet等3D打印技术中。

丝材

不少材料都可以作为热塑性塑料丝来进行打印,但最常见的是ABS和PLA丝材,ABS是一种应用广泛的工程塑料,日常生活中大量的塑料玩具和生活用品都是用ABS塑料制造的,因此3D打印材料制造商无需进行强度、耐久性、安全性与其他属性的大量测试。而随着3D打印精度的提升,在小批量生产ABS产品的时候,3D打印具有比注塑更经济的优势。不过,针对3D打印这个工艺,ABS丝材还有一些需要改善的问题存在,如ABS材料在冷却时容易收缩和翘曲。PLA是一种可降解的生物材料,比ABS更加环保,在加热时不会发出有毒气体,冷却收缩率小, 天龙八部私服,透明容易染色,但是聚乳酸材料也存在力学性能差,易发生脆性断裂等缺点,导致3D打印PLA材料的应用范围受到限制。

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    图片来源:Stratasys

可见,FFF或FDM3D打印技术若要在生产领域获得更大空间,则需要一批收缩率小、力学性能好的丝材。国内的3D的打印材料企业已着手开发改性的ABS或PLA材料,或推出新的高分子材料,例如,深圳光华伟业在进行聚乳酸材料改性时加入了低熔点树脂包覆的无机粉体,从而降低降低材料的收缩率并加速材料的冷却,制备出来的PLA打印线材具有较好韧性,具有收缩率低、不翘边、不开裂、冷却快、外观好等优点。上海Polymaker开发了PolySher,能对打印件喷涂特制的酒精气溶胶,从而消除打印件表面的层状痕迹,显著提高表面质量,令打印件变得像注塑件一样光滑。PolySmooth的定位是达到ABS的机械性能同时又像PLA一样的容易打印。

随着近几年材料与材料挤出3D打印设备的发展,不仅是打印质量表面越来越光滑,而且在打印的长丝材料方面,越来越走向复合材料打印,使得这些打印出来的产品拥有了注塑产品都难以达到的工程级性能。

例如可用于FDM3D打印技术的碳纤维复合丝材,3DXTECH用伊士曼化工的PETG材料结合高模量碳纤维制成复合材料。PETG这种材料,本身就有很好的延展性,而且它能在承受更高的CF负载的同时保持一定的延展性和抗冲击性。它能够很好地粘附在多种构建平台上,同时也具有优异的层粘合,而碳纤维的加入不仅增加了它的刚性和尺寸稳定性。详见3D科学谷的市场研究十种你应该知道的热熔挤出3D打印长丝。

  树脂

树脂光固化3D打印技术逐渐走向生产,主要源自两个发展趋势的推动,一种趋势是具有更高表面细节和良好力学性能的树脂材料的出现,另一种是树脂材料打印速度的大幅提升。在树脂材料领域,美国Carbon公司推出的氰酸酯(CyanateEster)耐高温树,在高温下保持良好的强度、刚度和长期的热稳定性,适用于汽车和航空工业的模具和发热机械零件的生产。Formlabs、塑成科技、MadeSolid等公司也推出了可与ABS注塑件对标的硬性树脂材料。

Carbon已将树脂3D打印技术渗透到了生产领域,投资Carbon的股东之一宝马集团已使用Carbon3D打印机生产汽车上的个性化零部件。国内企业中,大族激光率先推出了商业化的高速度树脂3D打印机,由于打印所需时间短,打印效率高,特别适用于产品的批量定制化生产。光敏树脂材料与设备的技术提升是相辅相成的过程,随着新设备的涌现,更多工程级别应用的新材料将被研发出来。详见3D科学谷的市场研究9种你需要知道的适用于桌面级3D打印的光敏树脂.

尼龙

尼龙烧结方面,意大利CRPTechnology则产生了需要卓越的机械和美学特性的全球产品,而且他们的塑料产品可以被CNC机床进行加工。譬如说新一代的聚酰胺材料windformFX,特点是耐反复弯曲和扭转,显示出优异的耐冲击性,即使在低温下,它的一致性类似于聚丙烯和注射成型零件。详见3D科学谷发表的惠普时代,SLS激光烧结技术是否有翻身可能性?

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(来源:网络整理)

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