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3D打印最新材料集锦之工业应用篇

OFweek 2016-05-31 09:49:14

[导读] 随着3D打印(或增材制造)的应用领域从原型向最终零部件制造扩展,相关的打印材料供应商也开始面向不同的应用开发特定的材料产品,而非采用以前那种一种材料适用所有领域的战略。这些供应商已经敏锐地意识到,需要用更多性能更好的材料来适应客户的规格要求,满足这个逐渐膨胀的巨大市场,从而帮助3D打印在直接制造成品部件方面发挥更大的潜力。

随着3D打印(或增材制造)的应用领域从原型向最终零部件制造扩展,相关的打印材料供应商也开始面向不同的应用开发特定的材料产品,而非采用以前那种一种材料适用所有领域的战略。这些供应商已经敏锐地意识到,需要用更多性能更好的材料来适应客户的规格要求,满足这个逐渐膨胀的巨大市场,从而帮助3D打印在直接制造成品部件方面发挥更大的潜力。

SLS福音:瑞典公司推高性能超强3D打印粉末材料

随着金属3D打印的快速发展,3D打印粉末材料市场也在不断壮大。几乎每隔一段时间,新型的粉末材料就会诞生。近日,瑞典Hgans就为这个家族添加了一位新成员 :不锈钢粉末17-4 PH。据了解,作为一家成立于1797年的老牌企业,Hgans在此之前就已经推出了多达1500种粉末产品,其中当然也包括了专用于3D打印的粉末,比如适合制造钟表的316L,而此次的17-4 PH则提高了一个档次。

这种新型粉末的强度和硬度都更高,同时具有极佳的耐腐蚀性与高温机械特性,所以在性能上超越了当前常用的400多种同型铁基不锈钢粉末,适用范围更加广泛,比如航空航天化工等行业。

SLA 3D打印正式开辟陶瓷打印时代

迄今为止,来自美国内布拉斯加州的Tethon 3D公司一直处于陶瓷3D打印技术的最前沿,该公司自行开发出了可用于Zcorp/3D Systems 3D打印机的TethoNIte陶瓷粉体,以及Tethon3D陶瓷液体粘合剂。近日,该公司又开发出了一款很有趣的3D打印材料Porcelite,这是一种结合了陶瓷材料的光敏树脂。尤为值得重视的是,这种新型树脂可兼容所有SLA和DLP 3D打印机,并且能够提供非常高质量的打印效果。

为了将这款高品质的Porcelite树脂进一步推广给更多的专业和家庭用户,Tethon 3D公司于事专门在知名众筹平台Kickstarter上为Porcelite发起了一场众筹活动。本质上,Porcelite是一种陶瓷材料与光敏树脂结合的复合材料,因此它同时具备了上述两种材料的特性:既可以像其它光敏树脂一样,在SLA或者DLP 3D打印机中通过UV光固化工艺成型;而在3D打印出来之后,又可以像陶坯那样放进窑炉里通过高温煅烧变成100%的瓷器。最重要的是,这样处理之后的3D对象不仅具有瓷器所特有的表面光泽和光洁度,而且还保持着光固化3D打印所赋予的高分辨率细节,使其非常适合用于工业元件和珠宝方面的应用。

除了出色的技术指标之外,用Porcelite材料制造出的对象外观也很漂亮、赏心悦目,适合把玩。Tethon 3D公司称他们希望通过众筹募集资金,改造Porcelite的生产工艺使之适合批量生产。当前的生产过程还主要依靠人工称量和搅拌,然后直接将其倒进3D打印机的树脂托盘里。为了使Porcelite树脂商业化并直接出售给消费者,需要大规模生产和装瓶运输。这就要求在材料加工、灌装和包装的自动化设备方面进行投资。此,他们希望在未来的一个月内能够募集到5000美元。支持者只需支付200美元即可获得一公升的Porcelite树脂。

NinjaFlex新推两款线材主打工业应用

众所周知,3D 打印对象的功能往往是由生成它的材料所决定的。这也是柔性3D打印线材NinjaFlex自上市以来就非常受欢迎的原因之一。这种热塑性弹性体(TPE)是专为打印柔性或者弹性3D对象而设计的,它具有高弹性、良好耐磨性,以及很强的打印床附着力和层间粘合能力,这使它非常适合各种需要柔性或者冲击吸收属性的3D打印项目——比如穿戴服饰、遥控车轮胎等。

如今,NinjaFlex线材的生产商NinjaTek宣布将再发布两款高性能的3D打印线材——一种柔性一种刚性——这两种材料品质相当出色,可以用于各种工业级的3D打印应用。据了解,NinjaTek属于Fenner Drive,而后者的母公司则是全球强化聚合物技术的领导厂商之一Fenner PLC。NinjaTek此次推出的首款新型3D打印线材是Cheetah,这是一款柔性聚氨酯(PU)类3D打印材料,可用于所有类型的FDM 3D打印机,用户只需使用与ABS材料相同的设置即可。该公司称,Cheetah 3D打印材料的主要优势是与其它柔性材料相比,它可以实现更快的3D打印速度(最高为60毫米/秒),并拥有优异的层间附着力和有限的回缩率。这些特性使得它很适于3D打印需要高水平精细度的功能零件,比如垫片、把手、铰链、密封件、套筒或扣合件等。NinjaTek公司说:“如今这些部件可以以更快的速度制造,打印失败更少,可以节省用户的时间和金钱。”

而NinjaTek推出的第二款3D打印线材被称为Armadillo,与Cheetah不同的是,这是一款刚性材料。该公司宣称Armadillo在外部压力之下具有优异的耐久性,并且对润滑油等工业化学品具有很好的抗性。Armadillo非常适合用于3D打印那些需要韧性和抗冲击性的功能性部件,比如夹子、支架、紧固件、齿轮等。Armadillo也具有很强的桥接能力,据该公司称,“几乎没有翘曲问题”。据悉,NinjaTek公司的Cheetah 3D打印线材将于2016年1月下旬上市,而Armadillo的上市日期则定在2月初。这两款产品的推出进一步丰富了Fenner Drive的高性能、功能性3D打印材料的产品线。目前该公司拥有的功能性3D打印线材包括NinjaFlex、SemiFlex、Nylon 654和Alloy 910等。

罗兰DG公司发布两款新型3D打印光敏树脂

日前,日本领先的宽幅喷墨打印机和3D打印设备制造商罗兰DG(Roland DG)公司发布了两款新型3D打印光敏树脂:PRR35 OP和PRH35 ST2。据了解,这两款树脂属于该公司imageCure系列树脂中的新增产品,而后者主要用于该公司的ARM—10 3D打印机。尽管是专门为该公司的桌面型3D打印机设计的,但是这两种材料也有自己的独到之处。比如PRR35-OP就具有很高的弹性,其属性类似于橡胶材料;但是PRH35-ST的第二代产品PRH35-ST2就属于比较硬的树脂。

罗兰DG英国公司的3D业务发展经理Peter Kettle评论说:“业界公认,3D打印技术在呈现复杂的几何形状和细节方面具有独特的优势。但是要让这项技术充分发挥其在模型制作和原型方面的潜力,使用的材料要能够模拟出每个制造部件的实体感觉。而在材料技术上的一些创新则使我们能够打印出具有不同弹性和刚度的对象。比如罗兰DG最新的monoFab PRR35 OP树脂,这种类似橡胶的材料的高弹性和良好的柔性使我们能够创建一种更接近实际、具有良好的触觉体验和更好的功能性的对象。它非常适于3D打印握把、密封件和保护性封盖等。

这两种新树脂加上该公司之前推出PRF35-ST树脂共同组成了专供ARM-10 3D打印机使用的imageCure系列树脂。PRF35-ST是在2015年10月份推出的,它是一种柔性的可兼容光敏树脂,固化之后可以通过砂纸抛光。所有imageCure树脂的规格都是每瓶350克。据称,罗兰DG公司生产的ARM-10 3D打印机是基于DLP技术的,主要适用于产品原型初始阶段的快速概念验证。该机器的投影系统可以在同一工作区域内同时生产多个物体,从而实现高效的3D 打印。

泰国暹罗水泥集团开发出可3D打印水泥

虽然3D打印房屋仍然听起来像是科幻小说中的一些事情,但该技术目前进展顺利。在它变得司空见惯之前,自然会有一些障碍需要克服,但大多数的工作已经就绪。许多公司已经开发出能够作为3D打印机的大型机器人,并不断开发新的混凝土和水泥配方。此时主要障碍似乎是工序的费用,不过随着技术变得越来越普遍以及多功能机器人进行3D打印,这是必然下降的。然而,这些都是相对较小的技术障碍,似乎不会放缓工艺的进程。

一直以来,真正的障碍是材料。混凝土和水泥这些材料需要非常适合于3D打印机器人的大规模修建工作,它们需要能够快速干燥,以支撑起自己并结合在一起。泰国水泥生产商暹罗水泥集团(SCG)已经开发出了一种令人吃惊的新水泥,它将粉体材料和纤维用一种特殊的组合方式来混合,使其可以迅速被打印成非传统的形状。它能够快速结合因而可以打印成令人惊奇的曲线和弯折,并且在干燥过程中可以保持独立而不需要支撑材料。SCG用他们的新方式3D打印六梁结构,本质上是模仿骨的解剖结构。它们的外面很坚硬,而在内部是部分中空和海绵状的,其结果比传统的混凝土更具弹性。在泰国建筑师Pitupong Chaowakul的设计下,这些柱子被用来创建一个漂亮的亭结构。它被称为“二十一世纪的洞穴Y-Box 亭”,这是东南亚的首个3D打印建筑。这个名字是一个双关语,基于建筑师们经常提出的关于住房的问题,“为什么它必须是一个盒子?”。

Y-box亭被展示在从4月26日到5月1日的“architect16″Muang Thong Thani展览”。它被称为一个洞穴因为柱子被设计成石笋的现代化演绎,而不是简单的石灰石的堆积,它们是结构支撑梁。他们独特的几何形状被设计出来不仅是为了美观,而且还要坚固耐用。如果建筑师能够放飞思维脱离盒子结构和传统的直立柱墙,不仅这一特别的具有创造性的水泥方案使得这些建筑成为可能,最终建设进程也有望加快。Chaowakul花费了约三个月来完成Y-box柱子的设计,之后使用意大利的大型3D打印机来制作又花费了一个月。所使用的特殊的先进水泥浆体是相当坚固的,可以承受非常高的压缩率。Y-box表面上是一个避雨的场所,实际上在设计时没有考虑具体的功能,但柱子可以很容易地用于房子或建筑结构的支撑。这一制作柱子的技术可以完全改变设计师所设计的建筑的方式,并且可以改变我们所知道的关于设计房屋的一切。

虽然不能很快使你摆脱锤子和钉子,但它仍然是早期的3D打印结构。这个过程需要合理化和简化,而且在大规模使用时仍然非常昂贵。单单这些柱子就花费了SCG约100万泰铢(28500美元)来制造,这还是在没有算上设计和安装费用的情况下。Y-box亭也只是一个六柱结构,显然不是一个完整的家。但是,如果给予时间和一些投资来精炼这一技术,终有一天我们将不再生活在那些盒子里。

[整理编辑:CK365测控网]
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