在3D打印中使用顆粒塑料材質(zhì)的10個(gè)理由

魔猴君  知識堂   107天前

在塑料工業(yè)中，術(shù)語“顆粒”是指由聚合物或聚合物混合物制成的各種形狀（小圓柱體或圓盤）的小顆粒。它們被用作使用不同技術(shù)（包括增材制造）制造塑料成品的原材料。3D打印中顆粒使用的過程是材料的擠出，這通常涉及與使用長絲的比較。今天，我們將探討為什么在3D打印中使用顆粒會帶來好處，并分析制造商和用戶選擇該技術(shù)的十大原因。選擇不僅取決于所用材料的形狀，還取決于材料的類型、所用的機(jī)器、最終應(yīng)用、零件的尺寸、打印的靈活性和速度，以及打印件的耐用外觀。顆粒。

1：材料選擇廣泛

采用3D顆粒打印的主要動機(jī)之一是能夠獲得多種材料。當(dāng)我們談?wù)揊FF工藝時(shí)，有很多材料，但都是長絲形式，并不總是能滿足需求。相反，造粒過程允許塑料材料轉(zhuǎn)化為顆粒，而不會顯著損害起始聚合物，就像制造長絲時(shí)的情況一樣。因此，顆粒使得使用原始聚合物、熱塑性塑料甚至含有玻璃或碳纖維等添加劑的復(fù)合材料成為可能。因此，可以嘗試新的配方，以適應(yīng)成品的機(jī)械、熱或美學(xué)特性，并獲得量身定制的配方。最后，顆粒還用于其他生產(chǎn)技術(shù)，例如注塑成型，這擴(kuò)大了可用材料的選擇范圍。

2：更大的打印靈活性

考慮在3D打印中使用顆粒的另一個(gè)原因是能夠使用不同的機(jī)器，從桌面3D打印機(jī)到制造大型零件的機(jī)械臂。機(jī)器人3D打印提供了極大的打印靈活性，因?yàn)樗梢栽?軸上和非常大的表面上工作，這使得為各種行業(yè)創(chuàng)建中型和大型零件成為可能：從建筑到設(shè)計(jì)，包括運(yùn)輸和其他。顆粒特別適合大幅面3D打印，因?yàn)槭褂么罅块L絲形式的材料在經(jīng)濟(jì)上是不利的。此外，顆粒的使用允許使用直徑大于0.8毫米（長絲3D打印的極限）的擠出機(jī)，這對于更大、更快的打印來說是理想的。

3：降低成本

采用3D顆粒打印的主要原因之一無疑是降低成本。由于長絲是由顆粒制成的，因此可以想象，與長絲相比，顆粒的成本要低得多（預(yù)計(jì)每公斤打印成本降低65-90%）。此外，由于顆粒還用于其他技術(shù)，例如注塑成型，這顯著擴(kuò)大了市場并降低了成本。

與使用耗材打印相比，在通常更短的交貨時(shí)間內(nèi)打印大量材料和大型零件時(shí)，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢更加明顯。應(yīng)該指出的是，基礎(chǔ)設(shè)施的成本仍然很高，因?yàn)檫@些通常是大型機(jī)器。然而，3D顆粒打印在這方面提供了一定的靈活性，中小型企業(yè)現(xiàn)在能夠以較低的成本建造自己的機(jī)器。

4：循環(huán)經(jīng)濟(jì)

在3D打印中使用顆?？梢酝ㄟ^多種方式支持循環(huán)經(jīng)濟(jì)。首先，可以用回收材料生產(chǎn)顆粒，減少塑料廢物并將其重新引入生產(chǎn)周期。顆粒打印機(jī)允許使用再生塑料或工業(yè)廢物，限制了對新原材料的需求。此外，用戶可以選擇直接回收印刷品或失敗的印刷品，使整個(gè)印刷過程更加可持續(xù)并減少對環(huán)境的影響。這種方法完全符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則，其中材料的再利用對于減少浪費(fèi)和能源消耗至關(guān)重要。

Reflow與WASP合作，利用漁網(wǎng)生產(chǎn)rPPGF材料，將其回收并制成顆粒用于3D打印。（照片來源：WASP）

5：更快的生產(chǎn)速度

使用顆粒進(jìn)行增材制造速度很快，主要是因?yàn)槟軌蚴褂帽?/span>FFF 3D打印所用噴嘴直徑更大的機(jī)器。因此，這提高了印刷和生產(chǎn)的速度，并有助于降低成本。然而，這種觀點(diǎn)也有一個(gè)不太積極的方面：通過增加噴嘴尺寸和打印速度，最終部件會失去細(xì)節(jié)和精細(xì)度。

6：降低打印錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)

由于直接擠出工藝的性質(zhì)，與傳統(tǒng)長絲相比，顆粒3D打印降低了中斷和打印問題的風(fēng)險(xiǎn)。顆粒持續(xù)熔化，無需在加工過程中更換材料，就像長絲線軸的情況一樣。此外，這種類型的聚合物不會受到典型的長絲扭曲或變形的影響，從而減少了擠出機(jī)堵塞或卡住的可能性。顆粒擠出系統(tǒng)的配置旨在處理更大體積和連續(xù)的材料流，使打印過程更順暢、更可靠。也就是說，顆粒的形狀對于3D打印至關(guān)重要：在開始打印之前，確保顆粒與所使用的3D打印機(jī)兼容非常重要。

7：多材料和多色3D打印

就材料而言，我們可以在顆粒3D打印的優(yōu)點(diǎn)中添加一個(gè)事實(shí)，即可以直接在機(jī)器的打印頭中混合多種材料。當(dāng)然，有必要評估打印溫度和每種材料的具體特性，并選擇最合適的打印機(jī)。此外，還可以將顏色添加劑引入顆粒中，并在一次打印中創(chuàng)建多色或不同顏色的部件。因此可以獲得具有獨(dú)特且高度個(gè)性化特性的零件。

在3D打印中使用顆粒可以提供多種材料、顏色和更大的打印靈活性。（照片來源：花粉）

8：最終零件的屬性

當(dāng)使用顆粒時(shí)，可以獲得很高的最終性能，因?yàn)樗鼈儽３至嗽牧系奶匦?。使用長絲不可能獲得完全相同的結(jié)果，其生產(chǎn)過程中添加到打印過程中，使得最終產(chǎn)品的性能與原材料的性能不同。在3D打印中使用顆?？梢宰屇@得與通過注塑成型獲得的部件具有相同化學(xué)和物理特性的部件。

9：簡化生產(chǎn)

如上所述，顆粒狀材料也用于其他生產(chǎn)技術(shù)。因此，它們的使用簡化了生產(chǎn)，因?yàn)樗试S將相同的材料用于增材制造和其他工藝，例如注塑成型。這對于使用多種技術(shù)的公司來說尤其有利，因此可以優(yōu)化原材料管理，降低物流成本并簡化整個(gè)供應(yīng)鏈。例如，顆粒的使用使得從原型設(shè)計(jì)快速轉(zhuǎn)向大規(guī)模生產(chǎn)成為可能。在原型制作過程中，使用顆?？梢酝ㄟ^3D打印測試材料的性能，然后通過注塑成型快速進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。

市場上的顆粒3D打印解決方案的數(shù)量不斷增加，包括LFAM解決方案和較小格式的解決方案。（照片來源：Tumaker）

10：不斷增長的市場

毫無疑問，該技術(shù)不如長絲擠出3D打印普及，但市場上顆粒3D打印解決方案的選擇越來越多樣化。采用該技術(shù)的限制主要是機(jī)器成本高（通常更復(fù)雜且大型），或者打印精度低。因此，公司和初創(chuàng)企業(yè)正試圖為市場帶來更實(shí)惠的解決方案，例如專門為3D打印創(chuàng)建的顆粒或可適應(yīng)公司已有機(jī)器的優(yōu)化擠出機(jī)。

來源：3dnatives