BOND3D公司成立于 2014 年，自稱(chēng)是業(yè)內(nèi)第一家能夠使用高性能聚合物（如 PEEK）3D 打印功能性最終用途部件而不會(huì)失去材料固有特性的公司。與傳統(tǒng)的 FFF 不同，Bond3D 的專(zhuān)利技術(shù)是一種壓力控制的擠出工藝，據(jù)報(bào)道，打印出來(lái)的細(xì)絲的最終部件密度超過(guò) 99%。由此產(chǎn)生的各向同性部件保留了其基礎(chǔ)材料的整體特性，很像通過(guò)注塑成型生產(chǎn)的部件。

使用 Bond 3D 技術(shù)制成的 3D 打印威格斯 PEEK 樣品。照片來(lái)自 Bond3D。

3D打印PEEK的問(wèn)題

PEEK 是 PAEK（聚芳醚酮）高性能聚合物系列中最著名的熱塑性塑料之一。將高強(qiáng)度和生物相容性與耐化學(xué)性和出色的熱穩(wěn)定性相結(jié)合，這種萬(wàn)能材料幾乎可應(yīng)用于所有關(guān)鍵行業(yè)。不幸的是，眾所周知，PEEK 在保持其機(jī)械性能的同時(shí)難以 3D 打印。由于傳統(tǒng)打印噴嘴的圓形形狀，相鄰的擠出 PEEK 層之間的接觸面積往往有限。這會(huì)導(dǎo)致零件內(nèi)形成空隙，這意味著 3D 打印的 PEEK 組件的密度始終低于它們的散裝材料對(duì)應(yīng)物。根據(jù) Bond3D 的說(shuō)法，傳統(tǒng)的 PEEK 3D 打印機(jī)通常只能達(dá)到 85% 左右的零件密度，導(dǎo)致 z 方向的強(qiáng)度降低。

使用傳統(tǒng) FFF（左）與 Bond 3D 技術(shù)（右）3D 打印部件的微觀(guān)結(jié)構(gòu)。圖片來(lái)自 Bond 3D。

使用 Bond3D 進(jìn)行無(wú)空隙 3D 打印

Bond3D 的技術(shù)聲稱(chēng)可以解決這個(gè)問(wèn)題，但它是如何工作的呢？本質(zhì)上，壓力控制的印刷過(guò)程旨在擠壓材料，直到填充之前印刷線(xiàn)之間的所有空隙。該系統(tǒng)可確保材料持續(xù)流動(dòng)，直到噴嘴正下方熔池中的壓力超過(guò)某個(gè)閾值——這是由施加在噴嘴本身上的向上力產(chǎn)生的。一旦越過(guò)閾值，前面的層就已經(jīng)完全粘合在一起，不需要再擠出更多的材料。

這種壓力反饋系統(tǒng)最初是通過(guò)檢查驅(qū)動(dòng)擠出機(jī)所需的電機(jī)電流來(lái)確定的，但 Bond3D 團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這是不精確的。該公司最終轉(zhuǎn)而采用基于靈敏力傳感器的實(shí)施方案，其中打印頭通過(guò)基于彎曲、無(wú)摩擦和無(wú)滯后的組件安裝在機(jī)架上。該公司表示，它能夠制造“幾乎沒(méi)有”微結(jié)構(gòu)空隙的部件，部件密度超過(guò) 99%。對(duì)打印試樣的內(nèi)部測(cè)試表明，對(duì)于僅 1.4 毫米的壁厚，屈服強(qiáng)度為 99 兆帕，氣體耐壓范圍為 115 巴。除了增強(qiáng)印刷 PEEK 部件的機(jī)械強(qiáng)度之外，這對(duì)其流體輸送特性也有重大影響，這對(duì)于任何類(lèi)型的管道或歧管組件都至關(guān)重要。

早在 2019 年，Bond3D 就從總部位于英國(guó)的聚合物開(kāi)發(fā)商 Victrex 那里獲得了數(shù)百萬(wàn)歐元的投資，在今年開(kāi)發(fā)了八套生產(chǎn)就緒系統(tǒng)后，現(xiàn)在準(zhǔn)備將其技術(shù)推向市場(chǎng)。潛在用例列表涵蓋了從航空航天和汽車(chē)到醫(yī)療植入物和電子產(chǎn)品的所有關(guān)鍵應(yīng)用。

截至今年，Bond3D 已開(kāi)發(fā)出第一套可用于生產(chǎn)的 3D 打印機(jī)。照片來(lái)自 Bond3D。

Formnext 2021 為初創(chuàng)公司提供了一個(gè)展示他們多年來(lái)一直致力于的創(chuàng)新的絕佳機(jī)會(huì)。總部位于柏林的 3D 打印技術(shù)開(kāi)發(fā)商 Quantica 宣布在貿(mào)易展上推出其首款 3D 打印機(jī)。 T1 Pro 是一種基于該公司極端粘度噴射工藝的工業(yè)級(jí)材料噴射系統(tǒng)。該系統(tǒng)專(zhuān)為使用超高粘度樹(shù)脂組合的高性能多材料打印而設(shè)計(jì)——這是基于噴墨的 3D 打印尚未解決的利基。

阿博格的 InnovatiQ 子公司是硅膠 3D 打印專(zhuān)家，也在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)布了其最新的硅膠 3D 打印機(jī)——新的 LIQ 7。據(jù)報(bào)道，基于該公司的液體增材制造 (LAM) 技術(shù)，LIQ 7 將第一次實(shí)現(xiàn)全彩3D打印硅膠零件。

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