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解決方案
3D打?。和卣够ば袠I(yè)的新邊界
星之球科技 來源:榮格2018-01-03 我要評論(0 )
2017年是3D打印迅猛發(fā)展的一年,從米其林首款3D打印概念輪胎Vision的亮相,到阿迪達斯宣布推出全球首款可量產(chǎn)3D打印運動鞋F(xiàn)uture
2017年是3D打印迅猛發(fā)展的一年,從米其林首款3D打印概念輪胎Vision的亮相,到阿迪達斯宣布推出全球首款可量產(chǎn)3D打印運動鞋——Futurecraft 4D,到我國首次成功應(yīng)用3D打印鈦合金零件的干線民用飛機C919首飛成功,再到世界首個3D打印卵巢讓母鼠成功生出健康小鼠,實現(xiàn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域里程碑式突破……3D在快速發(fā)展的同時也一次次帶給我們驚喜。
去年6月,國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會批準(zhǔn)《國民經(jīng)濟行業(yè)分類》國家標(biāo)準(zhǔn),增材制造裝備制造首次作為獨立的行業(yè)列入其中,政策表明,3D打印已從一種利基技術(shù)發(fā)展為生產(chǎn)獨特產(chǎn)品的行業(yè)。在本期,本刊編輯將從3D打印材料入手,與讀者分享近一年國內(nèi)外研究機構(gòu)及企業(yè)在3D打印塑料材料方面的研發(fā)狀況,以及去年以來部分化工企業(yè)在3D打印領(lǐng)域的發(fā)展情況。
3D打印材料研發(fā)層出不窮
◆3D打印聚砜模助力降低成本提效率
在去年,美國Thermwood公司、應(yīng)用復(fù)合材料工程公司(ACE)、Techmer PM公司和普渡大學(xué)復(fù)合材料制造及模擬中心共同合作生產(chǎn)了直升機復(fù)合材料部件,部件生產(chǎn)采用了通過3D打印出來的聚砜(PSU)模。
聚砜模及其成型部件在田納西AM2017增材制造大會上得以展示。據(jù)悉,該聚砜模的玻璃化溫度高達372 F,因此,能夠在高達350 F環(huán)境下加工部件,該溫度值足夠加工目前95%左右的復(fù)合材料部件。此外,Thermwood表示,通過增材制造可降低34%的成本,勞動時間減少69%。消息稱,合作方還計劃評估制造聚醚砜(PES)模具,因為聚醚砜可在更高的溫度下加工和作業(yè)。
◆俄科學(xué)家首創(chuàng)全新綠色3D打印材料
在剛過去的12月里,據(jù)《俄羅斯報》報道,俄羅斯化學(xué)家發(fā)明了一種全新的3D打印材料,其本質(zhì)是由大氣中的二氧化碳和水在陽光的作用下合成纖維素,科學(xué)家用這種纖維素制成獨特的PEF材料,3D打印機可用它打出各種產(chǎn)品。
這項世界首創(chuàng)的研究成果來自俄羅斯科學(xué)院有機化學(xué)研究所。根據(jù)其發(fā)布的消息,制備出的聚合物表現(xiàn)出較高的化學(xué)穩(wěn)定性和耐氧化性,對化學(xué)溶劑也具有耐受性,在自然環(huán)境下不分解,而且可以多次重復(fù)使用。由于這種聚合物制成的產(chǎn)品具備較好的耐用性,因此它的應(yīng)用范圍將會非常廣泛。
◆RepRap開發(fā)可在室溫下液態(tài)打印的PU材料
去年8月,德國FDM 3D打印機專家RepRap宣布與德國材料公司ebalta Kunststoff合作,為RepRap的液體增材制造(LAM)工藝開發(fā)一種新型聚氨酯(PU)材料配方。由于化學(xué)交聯(lián),這種3D打印材料具有各向同性,它能在室溫狀態(tài)下進行液體打印,消除了FDM 3D打印機上的典型熔融過程。
這種PU材料最吸引人的地方在于它的靈活性。據(jù)介紹,它有一個“從軟到硬”的廣泛性能,適用于制造“原型”或“消費品的功能性模型”。用這種材料制成的打印件力學(xué)性能與注塑件相當(dāng),同時還能打印出比注塑件更復(fù)雜的部件。RepRap表示,這種聚氨酯具有優(yōu)異的力學(xué)性能,適用于特殊應(yīng)用,如那些需要高度耐磨性的應(yīng)用,這意味著它幾乎適用于所有行業(yè),尤其是汽車、航空和建筑業(yè)。
◆Unitika開發(fā)可在打印后用手重塑的3D打印線材
去年,日本先進材料和化學(xué)公司Unitika開發(fā)了一種熱敏3D打印線材,由于這種聚合物在人體溫度下就能軟化,因此人們可以用手重塑該線材打印的物體。開發(fā)這種熱敏線材有很大的意義,如Torc2這樣的醫(yī)療設(shè)備制造商正在探索使用低溫線材生產(chǎn)特殊的3D打印夾板,使醫(yī)生可以直接在病人身上重塑這些夾板,另外一些公司也正在探索類似的技術(shù)。
Unitika并沒有提及此種新材料的醫(yī)療應(yīng)用,但強調(diào)了這種聚合物線材的多功能性,并表示創(chuàng)客可以在打印后進行“精細(xì)的調(diào)整”和“用手進行精確、細(xì)致的加工”。這種有趣的特性為模型和藝術(shù)作品開辟了非常多的可能性。此外,Unitika表示,在高溫下(沸水或電烤箱)模型的形狀可以永久固定下來。Unitika還聲稱這種線材能順利進入擠出機,不會斷裂或變軟。
Unitika計劃在今年商業(yè)化推出此款3D打印材料,生產(chǎn)線材直徑為1.75毫米,可接受打印溫度在190-220°C之間,打印床的溫度則不能超過45°C。
化工企業(yè)也來分一杯羹
◆巴斯夫成立3D 打印公司
去年9月,巴斯夫3D打印解決方案有限公司在位于德國海德堡的InnovationLab GmbH的基地內(nèi)成立。作為巴斯夫新業(yè)有限公司旗下的全資子公司,新公司主要致力于建立和拓展3D打印材料、系統(tǒng)解決方案、組件和服務(wù)等業(yè)務(wù),主要面向希望在工業(yè)生產(chǎn)中使用3D打印的客戶,如汽車制造、航空和消費品等行業(yè)。為了開發(fā)和測試各種解決方案,新公司還將接管并擴建巴斯夫新業(yè)有限公司旗下屬于Deutsche Nanoschicht公司在海德堡的3D打印應(yīng)用技術(shù)中心。
為增強3D打印業(yè)務(wù),除成立新公司外,巴斯夫新業(yè)有限公司還收購了總部位于荷蘭埃曼的線材生產(chǎn)商Innofil3D的全部股權(quán)。作為業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的高價值定制線材(細(xì)長的塑料纖維)生產(chǎn)商,該公司的熱塑性線材將進一步完善巴斯夫3D打印產(chǎn)品組合。通過此次收購,巴斯夫進一步完善了價值鏈的布局,這使巴斯夫不僅能提供用于3D打印的塑料顆粒,還可深入到下一加工層面——線材。
此外,早前巴斯夫就已入駐惠普的材料平臺。據(jù)了解,惠普的平臺是為豐富3D打印的材料供應(yīng),通過擴大可用材料調(diào)色板和擴大供應(yīng)商范圍來鼓勵廣泛使用3D打印技術(shù)。目前惠普材料生態(tài)系統(tǒng)已包括阿科瑪、巴斯夫、贏創(chuàng)、漢高、萊曼&沃斯等在內(nèi)的眾多領(lǐng)先品牌。
◆科萊恩正式推出3D打印業(yè)務(wù)
在剛過去的12月里,特種化學(xué)品全球領(lǐng)導(dǎo)者科萊恩宣布推出全新3D打印業(yè)務(wù),以滿足快速變化的3D打印市場對高品質(zhì)及定制3D打印線材的需求。由于科萊恩在使用顏料、添加劑和色母粒為廣泛終端市場應(yīng)用定制聚合物方面具備多年的專業(yè)經(jīng)驗,因此科萊恩3D打印新業(yè)務(wù)也將充分利用這方面的經(jīng)驗,提供高品質(zhì)的3D打印線材及定制解決方案。
科萊恩 3D 打印線材
得益于科萊恩在材料、應(yīng)用以及生產(chǎn)方面具有專業(yè)的知識及豐富的經(jīng)驗,使其能夠與客戶緊密合作,選擇合適的聚合物、添加劑和著色劑,以滿足終端使用部件所需的特殊性能。除定制材料外,科萊恩還提供全線優(yōu)質(zhì)常規(guī)材料,此外,科萊恩生產(chǎn)的3D打印材料可提供靈活可選的批量規(guī)格,能夠滿足客戶的特定需求。
◆杜邦3D打印線材開始在中國區(qū)域發(fā)售
12月,杜邦也宣布消息稱,將通過深圳光華偉業(yè)股份有限公司(eSUN易生)向中國客戶發(fā)售用于3D打印的杜邦™Hytrel®熱塑性彈性體和杜邦™Zytel®尼龍線材。其中Hytrel® 3D打印材料具有高柔韌性、高耐熱性和耐化學(xué)腐蝕性的同時兼具高強度和持久性,供客戶靈活制造所需部件,使用Hytrel®規(guī)格材料打印出的部件,其全方面機械性能均可與注塑產(chǎn)品相媲美??蛻暨€能使用Zytel® 3D1000FL材料制造高強度的硬質(zhì)功能性部件,采用Zytel®材料打印的部件具有超高強度及熱變形溫度,翹曲度和濕度敏感性低,同時表面也相當(dāng)美觀。
杜邦高性能材料事業(yè)部大中華區(qū)業(yè)務(wù)總監(jiān)曾清樹先生表示,杜邦最新推出的3D打印線材產(chǎn)品能滿足中國3D打印行業(yè)快速增長的需求。杜邦3D打印產(chǎn)品可以讓用戶享受3D打印技術(shù)帶來的種種便利,包括:更大的產(chǎn)品設(shè)計自由度、減重、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期等,大幅提升功能性樣件制作、部件生產(chǎn)、加工和定制的效率。這些可應(yīng)用于汽車、電子、運動鞋材、耐用消費品等各行業(yè)領(lǐng)域。
◆漢高將建新廠繼續(xù)開發(fā)3D打印專用粘合劑
2016年,德國漢高(Henkel)開始為3D打印應(yīng)用研發(fā)專用粘合劑,由此正式與3D打印結(jié)緣。而在去年,為進一步拓展3D打印粘合劑的研發(fā)業(yè)務(wù),這一全球知名的化工巨頭再次向前邁進,宣布將斥資數(shù)百萬歐元在愛爾蘭的塔拉特建設(shè)一座3D打印工廠。
根據(jù)漢高發(fā)布的消息,該工廠會重點開發(fā)專用于SLA(光固化)、DLP(數(shù)字光處理)和CDLP等工業(yè)級聚合物3D技術(shù)的材料,此外還會同步研發(fā)用于產(chǎn)品后處理的材料。值得一提的是,除了光敏樹脂,漢高還計劃開發(fā)用于其它3D打印技術(shù)的材料,比如最常見的熔融沉積(FDM)所需的線材,以及更高級的選擇性激光燒結(jié)(SLS)所需的粉末。另外,漢高還計劃繼續(xù)開發(fā)熱熔粘合劑,這種化學(xué)品在3D打印汽車零部件、醫(yī)療設(shè)備等方面都有著很大用途。
結(jié)語
3D打印技術(shù)目前正迅速發(fā)展,由市場研究機構(gòu)沃勒斯發(fā)布的報告可知:過去7年3D打印全球年平均增長率超過28%,2017年全球總銷售額達60.63億美元。展望未來,3D打印市場還將進一步擴大,技術(shù)的應(yīng)用范疇也將越來越廣,期待未來3D打印帶來更多驚喜。
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