材料是增材制造(3D打印)的基石。無論是塑料、復(fù)合材料、金屬還是3D打印中使用的其他新型創(chuàng)新材料,它們都為3D打印市場貢獻了越來越多的應(yīng)用。
在最近落幕的的Formnext2021貿(mào)易展會上,聚合物3D打印材料占據(jù)了主導(dǎo)地位,無論是線材還是粉末,如:
?3D打印粉末制造商Fabulous推出的兩種與粉床技術(shù)兼容的新型PA11材料
???嫌袡C硅用于增材制造的有機硅AMSil和 AMSil SILBIONE系列
?維也納初創(chuàng)公司UpNano推出的光聚合物UpBlack和 UpOpto
?科思創(chuàng)推出的可3D打印注塑模具的Somos WaterShed AF材料
?波蘭一公司推出的用于SLS 的SinteritPA11碳纖維
?LEHVOSSGroup高性能可持續(xù)熱塑性塑料
?贏創(chuàng)用于工業(yè)3D打印的最新光聚合物INFINAM RG 3101 L和INFINAM FL 6300 L
?以色列公司Massivit 3D的Dimengel 20-FR (DIM 20-FR) 和Dimengel 300 (DIM 300)
?阿科瑪(Arkema)展示的多種新材料
不但如此,從原型不斷切入到生產(chǎn)領(lǐng)域,尤其是在小批量生產(chǎn)和復(fù)雜零部件規(guī)?;a(chǎn)中,聚合物的3D打印技術(shù)正發(fā)揮著日益重要的作用。下面讓我們通過一些案例來看一下聚合物3D打印的潛力。
羅斯蒂集團快速交付3D打印裝配夾具
近日,全球 3D 打印行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)品牌 Ultimaker 宣布,全球塑料成型制造商和合同制造商羅斯蒂集團正在利用 Ultimaker S5 Pro Bundle,進一步縮短客戶的產(chǎn)品開發(fā)周期,幫助他們更快地將產(chǎn)品推向市場。
通過模具裝飾、加熱和冷卻、多次射出成型、液體硅橡膠注塑(LSR LIM)和注塑吹塑等技術(shù)的組合,羅斯蒂不斷提升其全球影響力。隨著公司的擴張,羅斯蒂在幾年前開始使用 Ultimaker 3D 打印機,最近羅斯蒂又通過在內(nèi)部部署 Ultimaker S5 Pro Bundle來提高其 3D 打印能力。自開始使用 Ultimaker S5 Pro Bundle,羅斯蒂已經(jīng)能夠高效地創(chuàng)建夾具和組裝部件,它們的強度與通過減數(shù)法制造(如 CNC 加工)的一樣強。這些部件適合測試,也適用于生產(chǎn)環(huán)境,不會造成損壞或出現(xiàn)持續(xù)損壞的情況。
Ultimaker S5 Pro Bundle 能輕松地?zé)o縫整合到設(shè)計過程中?;?Ultimaker 的可擴展 3D 打印軟件平臺,能靈活選擇先進的 3D 打印材料。現(xiàn)階段,所有的打印工作都是在羅斯蒂創(chuàng)新實驗室完成的。在這里,設(shè)計團隊專注于提高向消費者市場交付新產(chǎn)品的速度——實現(xiàn)在72 小時內(nèi)成功地提供產(chǎn)品樣品。
(素材來源:Ultimaker)
摩托車鞍座——??耸纷層鋹偦貧w遠程騎行
3D打印技術(shù)帶來的不僅是更快的原型時間,還可以帶來更加輕量化的設(shè)計、透氣性和材料穩(wěn)定性的提高,同時大大提高了用戶舒適度,今天要說的自行車/摩托車鞍座就是其中一個案例。
近期,使用工業(yè)級規(guī)模的3D打印技術(shù)和高性能的Ultrasint?TPU01,一流的德國增材制造材料專家Forward AM和裕克施樂設(shè)計了一款滿足騎手舒適需求的摩托車鞍座。
得益于“增材制造”的設(shè)計自由度,車座可以單件形式集成生產(chǎn),由于不再需要粘合過程,頂層材料也不需要用有潛在危險的金屬釘固定,從而減少了裝配時間。依仗只有增材制造技術(shù)才能生產(chǎn)的自由設(shè)計的晶格結(jié)構(gòu),解鎖了高度集成的緩沖墊體驗帶來的舒適度。更重要的是,3D打印的鞍座比傳統(tǒng)的輕25%,這意味著節(jié)省了大量材料。
所有這些明顯的好處都直接轉(zhuǎn)化為較低的制造成本。
素材來源:??耸?br/>
科思創(chuàng)和維捷合作推進高速塑料燒結(jié)增材制造的批量生產(chǎn)
圖片來源:voxeljet-維捷
材料公司科思創(chuàng)和以粘結(jié)劑噴射技術(shù)(binder jetting)被業(yè)界所熟知的德國voxeljet-維捷,正在合作開發(fā)一種用于經(jīng)濟型大型系列增材制造的材料-設(shè)備組合。
借助高速燒結(jié) (HSS),voxeljet 結(jié)合了兩種現(xiàn)有增材技術(shù)的優(yōu)勢:選區(qū)激光燒結(jié)和粘結(jié)劑噴射,從而實現(xiàn)了 SLS 部件特性和粘結(jié)劑噴射帶來的高效生產(chǎn)率的雙重優(yōu)勢。
在共同開發(fā)和鑒定用于 HSS 的熱塑性聚氨酯 (TPU) 粉末后,科思創(chuàng)和voxeljet-維捷正在通過為客戶提供用于其特定應(yīng)用的批量制造的無縫材料工藝解決方案。通常材料和加工技術(shù)在價值鏈中是分開運作的,需要用戶自己來弄清楚如何讓這兩個要素發(fā)揮協(xié)作??扑紕?chuàng)和voxeljet-維捷通過打通材料與設(shè)備之間協(xié)作的壁壘,消除在生產(chǎn)車間采用AM-增材制造技術(shù)所存在的障礙。由于其大尺寸和高速度的實現(xiàn)能力,voxeljet-維捷的HSS高速燒結(jié)技術(shù)為制造商提供了一種經(jīng)濟的批量生產(chǎn)解決方案。
目前雙方正在考慮的材料是TPU,它非常適合鞋類和緩沖應(yīng)用。其他材料包括熱塑性彈性體 (TPE)、聚對苯二甲酸丁二醇酯 (PBT) 和聚丙烯 (PP)。
快速制造技術(shù)不僅扭轉(zhuǎn)了3D打印給人效率低的印象,配合材料技術(shù)的快速發(fā)展,這些技術(shù)還引發(fā)了產(chǎn)品端的新一輪賽跑,尤其是鞋業(yè)領(lǐng)域,從耐克到阿迪達斯、New Balance、Under Armour、匹克正在進行3D打印技術(shù)批量生產(chǎn)鞋中底方面的競爭。
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