总结:颗粒料3D打印将成FDM技术新势力?

导读:FDM 3D打印是目前应用最广的一种3D打印技术,而且基本上所有的FDM 3D打印机都普遍使用PLA或是ABS等塑料线材作为打印材料。不过这种情况现在已经有了变化,一些FDM 3D打印机开始用塑料颗粒作为打印材料。本期,南极熊依照时间顺序,总结了近几年内国内外出现的颗粒3D打印的应用案例。Sc

导读:FDM 3D打印是目前应用最广的一种3D打印技术,而且基本上所有的FDM 3D打印机都普遍使用PLA或是ABS等塑料线材作为打印材料。不过这种情况现在已经有了变化,一些FDM 3D打印机开始用塑料颗粒作为打印材料。本期,南极熊依照时间顺序,总结了近几年内国内外出现的颗粒3D打印的应用案例。Sculptify推出David颗粒打印机早在2014年7月,美国俄亥俄州哥伦布市公司Sculptify就曾推出一款名为David的新型打印机,它可以直接使用颗粒材料进行打印。David 3D打印机利用Sculptify开发的熔融层挤压技术(FLEX),让用户可以使用范围广泛、有着不同特性的颗粒材料进行打印。

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David有着商品级的组件、可拆卸打印平台和装载简单的系统,使David打印机使用简单、功能强大。因为颗粒是材料最小加工的形式,所以比起其他的耗材型打印机,David需要的材料成本显著低很多。WASP新款三角洲3D打印机:使用颗粒材料,可打印1米大家具在2014年,意大利3D打印机制造商WASP凭借超大型三角洲式建筑3D打印机一举成名。经过两年的发展,该公司于2016年4月份又推出了一款新型的3D打印机。据南极熊了解,这款同样是三角洲的新型机虽然没有他的前辈那样体型巨大,但相比于普通的桌面级设备还是大多了,可打印出近1米大的物体。另外,它还有一些其它特点,比如为打印更大的物体,安装了直径4-10mm的大型喷嘴;使用的是颗粒材料而非当前普遍的线材;还有就是可根据不同要求定制化。其中,使用颗粒材料是一个很大的亮点,因为它可以明显降低打印成本。要知道,一卷1Kg线材的价格通常为30欧元左右,而同样重量的颗粒价格仅为3欧元。另外,这款新设备的挤出机也很强大,可在8小时之内处理约10公斤的颗粒,足以保证打印的连续性和质量。

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Pollen三角洲3D打印机Pam:可使用多种颗粒状材料,速度高达400毫米/秒2016年7月,法国3D打印机制造商Pollen推出了一款新型的三角洲式多材料桌面级3D打印机Pam。据南极熊了解,Pam采用了别致的木制外壳,构建体积为30厘米(直径)x 30厘米(高),打印速度最高可达400毫米/秒,分辨率最高可达40微米,具有自动校准,实时错误控制,云控制和智能支持等功能。另外,Pam还有一个亮点,就是使用的材料是颗粒状而非我们常见的线状。Pollen公司表示,之所以采用这样的设计是为了避免线材在使用时可能发生的卷曲情况。这些颗粒状材料可以有许多种,包括普通塑料、硅胶、复合材料等,均会储存在胶囊中。

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江苏尤奈特新材料科技发布纳米级熔丝沉积木塑3D打印颗粒2016年9月份,尤奈特公司推出了一种利用熔丝沉积技术合成的新型3D打印木塑颗粒,在当时属于国内首创,这种纳米级熔丝沉积木塑3D打印颗粒,具有强度高、不断丝、不堵孔、不坍塌、无翘曲变形、新型环保等优点,并且质优价廉,克服了传统材料价格高、能耗高、加工条件要求复杂苛刻、价格高的缺点,我们是国内市场中最具竞争力的生产厂家之一。NFC(Natural fiber composite,天然纤维复合材料)是其中的一款木塑颗粒产品,它是用特殊处理的生物质材料(在阳光下生长的农作物秸秆等)和高性能树脂经特殊工艺方法制造而成,来源于可再生资源的热塑性树脂,特地为注塑成型的制品而设计。该产品绿色环保,易清洁、生物质纹理明晰,,所有产品都可以回收再利用易于加工,且加工温度低,可以充分利用客户原有的设备、模具和生产工艺,是客户升级换代产品的一个好选择。另外一款名为WPC材料是木塑复合材料,是目前国际上流行的新型环保高分子材料。主要以天然植物纤维如稻草、麦秆、棉杆、豆杆、草等天然植物秸秆,和独配的塑料合金,及自配的木塑复合相容剂为原料,最终得到高科技环保材料。

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以色列Fleximatter开发出吃颗粒料、可染色的工业级高速3D打印机2016年11月,以色列一家名为Fleximatter的公司开发一种吃颗粒料,还可染色的新型工业级高速3D打印机。这款工业机的打印尺寸为800 x 800 x 900mm,使用颗粒塑料挤出工艺,并能够对打印层染色,这在打印大型物件中并不常见。据悉,机器本身采用了特殊的喷头设计,使得打印速度“极其快”,能够打印柔软材料、刚性材料、硬材料。打印系统配套了先进软件,并在以色列的一个在线商店上出售相关的彩色打印品。

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深圳畅形微型FDM颗粒料挤出机支持金属、陶瓷、PEEK早在2017年底,深圳市畅形增材科技有限公司就成功研发出Imagine Former系列热塑性颗粒料FGF 3D打印机。经过1年多的厂内测试及代理商装机调试,设备性能稳定,各项技术指标均达到国内国际领先水平。用MIM颗粒材料,打印的间接金属3D样件,脱脂烧结后304不锈钢样件的密度达7.5-7.6g/cm3。用PEEK颗粒材料打印出来的样件,密度与线材PEEK材料打印的样件一致,而材料成本降低40%以上。据悉,畅形公司在完善Imagine Former系列热塑性颗粒料FGF 3D打印机的同时,一直致力于提高FGF挤出稳定性以及打印精度等技术指标,目前已有多项核心专利技术运用并定形IFM、IFP等几个系列多款3d打印机,适用于金属MIM颗粒、陶瓷CIM颗粒以及PEEK等各种热塑性颗粒材料。

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畅形IFM1.0MIM颗粒金属3D打印机

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畅形增材工程师介绍说,IFS小颗粒(粗粉)挤出喷嘴直径0.2-0.5mm,螺杆外径6-8mm,料筒长度仅70mm,长径比小至9-12,未来整体结构还可以更小。即使使用金属MIM颗粒材料(粒径0.8mm),也能长期稳定挤出。只要是热塑性材料,只要将其破碎成0.5-1.0mm之间的小颗粒,IFS系列3D打印机即可打印出你所需要的模型,这将会是熔融沉积3D打印模式进料方式的重大补充与改进。

3D公司众筹用塑料颗粒的Gigabot X 3D打印机2018年3月,位于德克萨斯州奥斯汀的3D公司推出了一款大型颗粒挤出3D打印机Gigabot X,并且正在Kickstarter上众筹。支持者可以以9,500美元(约6万人民币)的价格购买Gigabot X 3D打印机。这是一种新型大幅面颗粒挤出3D打印机,可实现更快,更便宜和更环保的3D打印。Gigabot X建立在3D Gigabot 3+成功的基础上,同时减少对挤出塑料的依赖。它通过结合颗粒挤出系统来实现这一点,从而使大幅面3D打印机能够轻松打印再生塑料。3D公司表示他们最大的梦想就是创建一个可以使用塑料垃圾进行打印的3D打印机,为此朝这个方向迈出的第一步便是直接颗粒挤出——使用熔化小块塑料代替输入材料的挤出细丝。后期,他们表示会开发一个完整的颗粒制造和打印系统:一个低成本的干燥机,研磨机和喂料系统,以配合Gigabot X 3D打印机。这种小型化的直接驱动系统使用从料斗上下来的颗粒塑料,通过加热桶推动,并通过喷嘴挤出,而不是使用长丝。

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Colossus推出全球最大的可移动塑料颗粒3D打印机,打印速度15kg/h2018年11月15日,3D打印机制造商Colossus首次在法兰克福的Formnext 2018上公开亮相。Colossus是一家位于比利时的跨国创业公司,他们的工程团队开发了一款大型3D打印机。例如,它采用熔融颗粒制造(FGF)系统,使其能够从大量的再循环和非再循环材料(如rPP和rPLA)中进行打印。它可以打印这么多材料的原因之一是挤出机可以达到400°C!但真正将这台机器与其他机器区分开的原因是它的打印速度为15千克/小时,它可以直接冲入小型工厂。打印头内置有除湿器,可提高质量控制,床身采用液体加热,可实现最佳的热量分配。Colossus的打印尺寸约为3×1.5米,可以打印家具和建筑模块。而且从一开始就是按照可移动设计的。

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△Colossus的3D打印机跟集装箱一样

Colossus在与三菱的合作中测试了10种不同的材料化合物,而Colossus是第一台使用再生PET和PP型材的大尺寸打印机。Colossus还和One Project创建了一个公司联盟,可以处理从客户处收集的塑料废物,并以高质量的颗粒形式将其返回给客户进行打印。每台Colossus FGF 3D打印机都将根据客户的需求进行定制,无论是不同的地板和照明选项,还是将液体加热床换成电动床,安装空调或添加额外的冷却喷嘴。他们甚至会把它放在设计师的容器中并调整窗口大小。所有Colossus打印机均可配置为静态或可移动使用。未来版本将提供多材料打印和高达25公斤/小时的输出。

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3d-figo颗粒料FFD技术3D打印机,支持陶瓷、金属2019年11月19日,全球规模最大的3D打印专业展会Formnext在德国法兰克福举行,全球超800家3D打印上下游的厂商参展。南极熊在展会上看到一家德国做桌面级颗粒料金属3D打印机厂商3d-figo GmbH,这家公司展出了一项独具特色的设备和技术——Fused Feedstock Depositioning Procedure(FFD)技术。

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这是一种从粉末注射成型(PIM)到3D打印的简便方法,使用MIM和CIM金属和陶瓷注射成型颗粒,进行混合堆叠3D打印成型,然后拿去烧结,最后得到固体金属或陶瓷零件。其优点非常明显:使用市场上本来就被广泛使用的材料,进行3D打印成型。这些材料已经在金属和陶瓷零件的生产中已经应用了很长时间,已使用的材料/原料包括:陶瓷类—Al2O3,ZrO2,Si3N4金属类——100Cr6S,不锈钢,钛

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△所使用的颗粒3D打印材料

WASP在 formnext 2019展出可以打印PEEK颗粒的高温FDM3D打印机在2019年法兰克福Formnext展会期间,南极熊还注意到意大利WASP在本次展会上展出的Delta WASP 2040 TECH机型,它可以打印PEEK颗粒,PEEK或聚醚醚酮需要至少380°C的喷嘴温度才能挤出,该款3D打印机配备了用于颗粒的高精度高清挤出机,WASP公司表示,它具有完全绝缘的不锈钢高温腔,可以打印PEEK颗粒。

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△聚醚醚酮颗粒Delta WASP 2040 TECH

三菱大尺寸颗粒料3D打印技术,可打印椅子、桌子和各种家具在2019年德国法兰克福Formnext展会现场,三菱化学同样展出了它们的大尺寸颗粒料3D打印技术,主要用于建筑、家具等制作,并且和德国3F Studio合作打印了几款家具,都在本次展会展出,3F Studio是一家专门从事3D打印的表演建筑和面向未来的设计的工作室。

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△大尺寸3D打印桌子

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△三菱化学推出的3D打印颗粒料

大型、高速、颗粒料FDM 3D打印机厂商Titan RoboticsTitan Robotics是一家使用颗粒料的打印机厂商,该厂家在2019年举办的Formnext展会中也有亮相,它们的3D打印机与长丝和颗粒原料相互兼容。视同Atlas上的Titan颗粒挤出系统,可以利用低成本的树脂颗粒,这意味着与传统的丝材,可以节省多达10倍的材料成本。ATLAS™是Titan Robotics推出的旗舰工业3D打印机,丝材和颗粒挤出系统兼容,Atlas 3D打印机上的颗粒挤出使用的是原始树脂塑料颗粒,而不是传统的长丝原料。由于Atlas坚固的框架和设计,所有Atlas型号均可使用Pellet Extrusion,颗粒挤出提高了零件的打印速度,将生产时间减少了10倍。可以3D打印的材料的数量和类型大大扩展,可以使用定制的复合材料,从非常柔软的橡胶塑料到坚固的高温或碳纤维填充塑料。高性能颗粒原料包括高温和高填充聚合物。与20%-50%的玻璃纤维,碳纤维,玻璃珠或有机纤维和矿物质的填充比兼容。经测试的Titan Robotics颗粒挤出材料包括:PC,PA,PPO,PEI,PPS,PPSU,PEEK,PEKK,MIIM。

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△Titan Robotics

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△大型、高速、颗粒料FDM3D打印机Atlas

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△Titan Robotics使用的颗粒料

华领智造FDM超大型3D打印吃颗粒料,可实现高速打印在2019年10月举办的首届TCT深圳展上,南极熊看到了华领智造发布的一款3D打印多色沙滩躺椅,它同样是由颗粒3D打印技术制作完成的。华领智造成立于2017年,作为国内大型工业级3D打印设备领先制造商,该公司旗下有大尺寸3D打印设备及原材料研发制造基地,并且可以提供专业定制化3D打印服务。

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△3D打印的多色沙滩躺椅,800*800*700mm一体成型

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△华领智造的3D打印基地

华领智造总经理告诉南极熊,他们的大尺寸3D打印机主要有以下特点:1)        成型规格可以达到3×7米,在全球范围内来讲也算是非常大的;2)        机器的打印速度非常快,每小时出料量可达20kg以上;3)        增减材功能一体化,可以实现一边3D打印,一边CNC加工,工件出来就是属于较高精度的4)        部件使用颗粒料,而不是丝材,材料成本大大降低,支持材料种类大大扩展。5)        拥有自主研发的独家材料。M01是打印主材料,S01是支撑材料。本质是工程复合树脂塑料,硬度和铝合金一样,密度是却是1.3相当于铝的一半。材料自身是白色颗粒,还有半透明,颜色可以通过色母颗粒调配。6)        机型除了尺寸有区别,主要配置区别还在有多少个3D打印头,去材料銑削是3轴还是5轴联动。酷鹰发布国产粒料高速3D打印机——CoinRobotics,生产效率提高5到10倍在2020年7月份举办的亚洲TCT展会上展会,上海酷鹰机器人对外发布了一款自主研发的最新小型粒料高速3D打印机(SGAM),该设备一经亮相便引发了极大关注。它采用颗粒料代替传统线材,配备其自主研发的大流量3D打印挤出机,打印效率可达传统线材打印的5-10倍。

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SGAM是一款基于高速粒料打印的工业级3D打印机,采用集成3D打印控制、高速运动控制、环境温度控制、自动送料控制的一体化控制系统,标准工作空间1m*1m*1m。配备革命性高流量挤出技术的MKX打印头,可大幅提升打印效率。此外,使用颗粒材料进行3D打印,可大大降低打印成本,可打印ASA、ASA-GF、PP、PETG、TPU、PA6-CF 等材料,在汽车部件及模型、医疗辅具、工业工具等领域有着广泛的应用。此外,酷鹰机器人与谢亿民科技、万华化学基于各自的资源和优势,于TCT展会现场签订战略合作,三方就3D打印TPU材质建筑模具产品及其周边项目进行紧密合作。

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展会现场,还展出酷鹰机器人的超大型复合材料模具解决方案在赛车、航空航天等领域的应用成果。

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三方在酷鹰机器人为大会提供的3D打印“TCT”主形象字处完成签约

帝斯曼与3D打印机厂商合作,开发熔融颗粒制造(FGF)3D打印新应用2020年9月27日,南极熊从外媒获悉,帝斯曼(DSM)与3D打印部件供应商Nedcam建立了新的合作,致力于开发熔融颗粒制造(FGF)3D打印技术的新应用。两家公司将开发和测试新的FGF材料、工艺和应用,用于海洋、可再生能源、建筑和基础设施行业。帝斯曼应用开发专家认为FGF是一种关键技术,可以解决使用高填充聚合物制造结构性和大尺寸部件的需求。随着两家公司合作的进展,他们将寻求开发FGF 3D打印技术的新应用。FGF增材制造技术与熔融丝材制造(FFF)工艺类似,但它用切碎的颗粒状原料代替丝材作为材料来源。与FFF不同的是,FGF能够将颗粒原材料直接打印到成型平台上,螺杆挤出系统能够一次打印出更大的体积。虽然FGF变得越来越普遍,但它仍然不像FFF那样可以自由使用。根据2018年的一项研究,由于减少了材料拉丝这个生产环节,FGF可能比现有的方法更环保。此外,与FFF技术相比,FGF特别适合于大幅面3D打印。因为FFF的挤出速度常常受到线材的限制,而FGF技术则克服了这些限制,能够通过其螺杆挤出系统挤出大量材料。帝斯曼的FGF技术一经推出就受到了业内的极大认可,在2019年的5月,DSM就曾宣布与大型3D打印机供应商CEAD建立合作伙伴关系,以为FGF技术开发新的原料,工具和最终用途的应用。随后,DSM又与JuggerBot展开合作,进一步探索“ FGF打印的未开发潜力”,以满足制造商对大型3D打印应用的需求。该开发计划将利用JuggerBot的新型P3-44颗粒3D打印机与DSM的Arnite AM8527材料(一种玻璃纤维增强的PET产品,用于熔融颗粒制造增材制造)相结合。为汽车和建筑等众多行业的工具和大型结构部件提供经济高效的解决方案。

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△Nedcam采购了一台CEAD AM Flexbot 3D打印机,它将利用这台打印机来开发FGF 3D打印技术的新应用,图片来自DSM

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JuggerBot的P3-44 FGF 3D打印机体积为915 mm x 1,220 mm x 1,220 mm,是公司Tradesman系列颗粒挤出系统的一部分。DSM称P3-44的零件生产速度比其他机器快200倍。

西安增材院工业级颗粒料3D打印机,实现大尺寸、高效率、低成本2021年1月,西安增材制造国家研究院卢秉恒院士团队汽车组发布了一项低成本、真正工业级熔融沉积(FDM)打印技术。团队以商业化颗粒料为打印原材料,以打印制造应用终端产品为目标,使用螺杆转动作为树脂熔融和送进的动力来源,达到树脂材料快速熔融和高效率挤出的目的,最终成功设计和研发了挤出成形工艺(EDP)系列设备。该系列设备打印效率高、成型尺寸大、层间结合力强,同时拥有从底层开发的控制系统,设备带打印仓保温系统等优势。目前,增材院研发的EDP系列设备如下图所示:

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EDP设备打印材料分为两类:一类是传统商用热塑性树脂颗粒料,其优势在于材料易得且成本低廉,极大地降低了打印制造的成本;另一类是针对不同领域和产品专门开发的特种材料,如耐高温打印材料、高强度打印材料、医疗支具专用材料等,以满足不同领域的打印制造需求。多种类型材料的使用和开发,既满足了多领域的不同制造需求,也印证了EDP设备优异的多材料适应能力。目前,增材院工业级EDP设备已完成核心关键零部件的设计和制造工作,同时配备专属的控制软件,可实现在线监控、连续打印及断电续打功能,在模具制造、大尺寸工业产品制造、文创雕塑产品等领域均有应用。另外,增材院还可提供多种材料体系工艺包的制定,包括ABS、PLA、PC、PP、PMMA及其加玻纤或碳纤材料体系工艺方案,可针对不同领域需求制定完整的产品解决方案。Fused Form廉价大幅面塑料颗粒3D打印机,推动拉美市场2021年3月,哥伦比亚3D打印制造商Fused Form推出了一款新型大幅面、多功能颗粒挤压3D打印系统——FF Pellet 600+。据了解,这是哥伦比亚制造的第一台商用工业颗粒打印机,与国际同类产品一样(Titan Robotics在2019年推出的Atlas H 3D打印机和双颗粒挤出系统),它在降低材料成本和生产时间的同时,还扩大了可打印塑料的种类。公司联合创始人Lissy Rodríguez和Juan Camilo Blanco期望加快拉丁美洲的大型工业增材制造(AM)技术。目前,新开发的机器在价格方面很有竞争优势,具备自动进料器、稳定的喷嘴流量和很快的打印速度。

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△哥伦比亚初创公司Fused Form的Pellet 3D打印机。图片由Fused Form提供。

FF Pellet 600+进料器为自动模式,靠传感器确保将颗粒连续地送入机器中,该设备同时具备强大的挤出机,可与任何塑料颗粒以及再生材料一起使用,具有可持续发展的潜力。此外,机器挤出机使用直径最大为1.2毫米的喷嘴,可以实现大而快速的打印,而较小的喷嘴被用来获得更高质量的打印,打印体积更是可以达到600立方毫米。根据这家公司发布的视频显示,新机器用ABS颗粒进行3D打印的过程中,打印总时长9小时36分钟,总高度为50厘米。

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△ABS颗粒打印,9小时36分钟,总高度为50厘米

目前市面上的3D打印长丝基本上是将塑料颗粒重新熔化并挤出的产品,得益于新型FFPellet 600+的独特挤出系统,用户无需购买长丝就可以打印大尺寸的产品,这省却了很多制造环节。根据Rodríguez的说法,客户可以直接从批发商处购买颗粒,大大节省了长丝成本。然后,将塑料颗粒进料到具有三个加热区的料筒中,在筒的内部有一台气动马达驱动颗粒通过,再从喷嘴挤出。这家公司称,FFPellet 600+能够大大增加打印量,机器打印能力比长丝打印机快三倍。无论是PLA、ABS还是其他聚合物原料,颗粒打印机都可以加工更多的材料,包括定制多种材料。

伊之密工业级颗粒式SpaceA打印机 2021年TCT亚洲展会首秀2021年5月26日,在上海TCT亚洲展会上伊之密(YIZUMI)展出了一款型号为“SpaceA-2000-500-S”的工业级颗粒喂料式3D打印机,它为众多参观者现场演示了汽车座椅结构的打印过程,视频演示如下:

SpaceA工业级颗粒式3D打印机是一个由中德合作创新的综合解决方案。它的几个优势和四个原则将帮助客户实现简单、快速、有竞争力的生产,为体育、汽车、家电、手工艺品、建筑、夹具等领域带来更多的可能性。SpaceA以可靠和经济的使用为重点,为客户提供即插即用的解决方案,只需要电源和气动连接就可以开始运行。此外,这款机器上设置的全新控制算法和功能将进一步拓宽人体工程学和提高工艺质量。机器优势:1)        原料成本低——适用于常规的热塑性颗粒,所以成本很低;2)        快速制造——基于螺杆挤出机内剪切加热的物理原理,可以比长丝挤出机更有效地塑化原料;3)        扩展的生产方式:增材制造和减材制造相结合。4)        线路整合:打印联合体可以与当前的生产链自由结合。

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△SpaceA-2000-500-S工业颗粒3D打印机

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△YIZUMI展位上一个零件尺寸为450x300x700mm3、重量为2000g的座椅结构。它由PA6 CF30制成,制造周期为480min。

颗粒挤出式大尺寸快速成型制造,西班牙CNC Bárcenas整合FGF技术以满足工业需求2021年6月,西班牙CNC Bárcenas宣布将整合FGF技术以满足工业需求。CNCBárcenas是一家专门从事基于FGF技术的专业解决方案的开发的结构,这家公司一直致力于针对每个客户提供量身定做的解决方案,甚至可以将不同的技术结合到一台设备上,这也使得他在同行业中脱颖而出。目前,这家位于Valdepeñas(西班牙雷阿尔城)的公司的主要挑战是开发超级Discovery 3D打印机混合模型,该模型与直接颗粒挤出系统一起纳入了第二个长丝挤出机。这两种技术(FGF + FDM)既可以在同一工作中使用,也可以单独使用,这使得该3D打印机的功能得到了最大的发挥。事实上,该公司在2016年就推出了超级Discovery 3D打印机,这是在欧洲率先采用FGF增材制造技术的一台机器。这款机器的初始体积为3.25m3(1.3×2.5×1m),其第一个客户是Navantia公司,作为其 \”船舶建造4.0 \”战略的一部分。

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△熔融塑料块

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△左边的是Francisco Bárcenas,右边的是超级Discovery 3D打印机。图片来源:Discovery 3D打印机

混合型打印机的打印量与小型打印机相同,每小时的输出量高达2公斤,用户可以用更高的精度制造更复杂的零件,而且价格非常有竞争力,不仅工业界可以承受,中小企业、技术中心、教育机构等也可以承受。凭借超级Discovery3D打印机系统,客户群可以在短时间内以更低的成本进行大型部件的增材制造,如工具、模具、原型和短系列的最终部件或备件。无论是专业用户、研究人员,或是教师,这款机器都在他们的承受范围之内。创想三帝推出颗粒料3D打印机G5,助力工业智造产能升级在国内制造业转型升级、工业领域需求市场暴涨的背景下,创想三帝于2021年8月重磅推出颗粒料3D打印机G5,助推制造企业转型升级、降低成本、提高效率。普通的FDM 3D打印设备多以热塑线材为材料,面对工业级尺寸零部件时,成本高、效率低下,不能完美地对打印材料续料,且打印件性能较差,层间结合力仅为注塑件的30%—50%,极大地限制了FDM设备在工业领域的应用。为此,创想三帝增减材团队自主研发了颗粒物3D打印机G5,这是继广告字K和齿科D系列后,创想三帝在工业应用领域全新打造的又一力作。G5的问世,不仅强化了创想三帝产品线布局,同时也为教育科研、工业制造、雕塑等领域带来了全新选择。

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从外观设计上看,G5简约大方、美观精致,体积适中可移动;从功能角度上看,G5配备了专属的智能控制软件,拥有自动调平、连续打印及断电续打等功能,可最大限度的满足工业模型打印要求。G5可适应多种颗粒材料也是一大亮点。不仅可以打印传统商用热塑性颗粒料,如PVC、ABS、PC、PA、HDPE、TPU等,特殊混合材料也适用,如碳纤维复合料。打印的过程中可添加色母,在满足客户个性化需求的同时大大提升了模型的美观度。而且传统颗粒料比线材要便宜 5-10 倍,极大地降低了打印制造的成本。

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在结构方面,G5创新性地采用螺杆挤出喷头设计,挤出力度大,受力均匀,耗材融化充分,保证出料稳定、流畅、不堵头,同时配合持续进料装置,既可提高打印效率,也可提升打印层间结合力。从打印件性能上讲,使用G5设备制作的打印件层间结合力强,其性能接近注塑件,可充分满足磨具、科研、雕塑等工业领域需求。同年11月,创想三帝又发布了G12款大幅面商业级智能颗粒料3D打印机。可以实现1200x1000x1000mm大尺寸打印,高效降低材料成本和生产时间的同时,还扩充了可打印材料的种类,比如陶瓷、金属等。目前,G12的价格在同类型设备中很有竞争优势,智能的感应调平装置、稳定的螺杆挤出喷嘴和高效的恒温腔室设计更是让人充满期待。从官方测试打印结果来看,G12的性能稳定性表现非常卓越。可以充分满足汽车、航空、科研、模具、雕塑、鞋业等领域生产需求。G12同样采用螺杆挤出设计,搭配0.6-3mm的喷嘴,喷嘴温度最高可达450°C,在保证材料充分融化的同时,也能保证稳定出料不堵头。螺杆挤出装置在进行打印时力度大、受力均匀,极大提升了打印效率,增强了打印层间的结合力,可以有效满足用户的模型性能需求。同时,在打印大型物件时搭配3mm的喷头,可以实现每小时5磅的流速,大大提升打印速度。

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G12作为创想三帝品牌G系列的扛鼎之作

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在工作过程中,软硬性多种颗粒材料的适用性是G12的一大特点,比如PVC、ABS、PC、PA、HDPE、TPU等传统商用热塑性颗粒物,就连碳纤维复合料等特殊混合材料同样适用。此外,用户还可在打印过程中添加色母,不仅能提升模型的美观度,还能满足用户多样化的打印需求。WASP在2021年Formnext展会上展出新款颗粒3D打印产品在2021年Formnext 2021贸易展上,意大利建筑系统制造商WASP为其大尺寸3D打印产品组合增添了不少于8种新产品。在WASP展出的六台新打印机中,有五台是聚合物打印机器,它们经过了新的优化,用于沉积特定类型的长丝或颗粒,这种方式可以使医疗或建筑用户削减成本和交货时间。为了帮助释放其现有DeltaWASP 40100系统的潜力,WASP公司还为该机器推出了一个连续进料装置和机械臂。据称,这些新产品将为塑料的沉积提供一个更稳定、更自动化的工作。此外,WASP公司还以“自动化”为主题,在LDM展位上推出了一个机械臂系统,它能够沉积混凝土和塑料颗粒等流体密集型材料,Filipponi说这是为了加速大型零件的原型制作,以前曾在海事研发中用于优化游艇部件的制作。

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△WASP的新Flex和PEEK优化机器在2021年Formnext展会上展出。摄影:Paul Hanaphy。

同时,WASP推出了两台大批量的颗粒挤出机——3MT HDP和4070HDP,旨在以快速、精确、具有成本效益的方式加工回收的聚合物颗粒,并最终实现更多的可持续性。从本质上讲,3MT HDP和4070HDP打印机能够实现这一目标,要归功于其内置的HDP挤出机,该挤出机依靠电容式传感器在需要的地方不断沉积颗粒。这些机器凭借着集成的防火帽系统,能够达到250°而不会过热,而其真空主动控制板能够在不影响制造质量的情况下快速更换零件。总结不同于线材FDM,使用塑料颗粒3D打印时,进料方式为塑料颗粒被加装在一个漏斗状的容器里,按一定的速度进入熔化区,塑料颗粒被热融成膏状,之后通过喷头挤出到打印平台上。颗粒3D打印的材料成本更低,由于线材都是用塑料颗粒制成的,直接使用塑料颗粒省去一个步骤。此外,塑料颗粒制造线材的加热过程会使材料损失一些原因有性能,而塑料颗粒直接热融,避免了这个问题。颗粒3D打印可以在同样时间内融化更多的材料,实现更快的打印速度,进料也可以实现源源不断,无需担心线材FDM断丝的问题,因此也更适合于打印大型物件。但基于颗粒3D打印制造的部件目前在精细度、表面光洁度上相较于线材FDM仍有一定差距,这也是未来颗粒3D打印发展需要补齐的短板。

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