與注塑競爭，德國voxeljet-維捷推出HSS-高速燒結(jié)設(shè)備

注塑工藝的優(yōu)勢在于大批量，而3D打印的優(yōu)勢在于小批量或者是用于非常復(fù)雜的設(shè)計(jì)。目前，要替代掉注塑工藝，3D打印的發(fā)展空間要么是小批量簡單設(shè)計(jì)，要么是大批量非常復(fù)雜的設(shè)計(jì)。3D打印技術(shù)要想在小批量簡單產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝上取得一席之地，就需要在打印價(jià)格方面更便宜。3D打印技術(shù)要想在大批量復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝上獲得比注塑工藝更大的優(yōu)勢就需要打印速度更快。

順應(yīng)更低的價(jià)格，更快的打印速度的發(fā)展趨勢，在過去幾年中，3D打印行業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)了許多令人振奮的新技術(shù)，這些技術(shù)的特點(diǎn)是以當(dāng)前100倍的3D打印速度將3D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域從原型切入到生產(chǎn)領(lǐng)域。

這些快速制造技術(shù)不僅扭轉(zhuǎn)了3D打印給人效率低的印象，配合材料技術(shù)的快速發(fā)展，這些技術(shù)還引發(fā)了產(chǎn)品端的新一輪賽跑，尤其是鞋業(yè)領(lǐng)域，從耐克到阿迪達(dá)斯、New Balance、Under Armour、匹克正在進(jìn)行3D打印技術(shù)批量生產(chǎn)鞋中底方面的競爭。

如今，以粘結(jié)劑噴射技術(shù)(binder jetting)而被業(yè)界所熟知的德國voxeljet-維捷宣布推出HSS-高速燒結(jié)設(shè)備，這一設(shè)備目前可用于尼龍12或TPU材料的高速制造。

與voxeljet目前的所專注的鑄造業(yè)砂模與熔模解決方案不同的是，此次推出的高速燒結(jié)工藝針對的是與注塑行業(yè)相競爭的應(yīng)用領(lǐng)域?？梢?D打印具有與選擇性激光燒結(jié)，多噴射融合或注塑成型相似性能和質(zhì)量的零件。在實(shí)際應(yīng)用中，可以制造多功能和功能完整的原型，例如支架、帶扣、鞋底和用于最終用途的其它功能部件。目前，可擴(kuò)展的應(yīng)用包括汽車的內(nèi)飾件和產(chǎn)品包裝等用途。

“新的高速燒結(jié)工藝與voxeljet的VX200平臺相結(jié)合，VX200平臺提供了獨(dú)特的靈活性，可根據(jù)客戶選擇的材料進(jìn)行定制。 目前，voxeljet為客戶提供PA12（尼龍）粉末，不僅僅是尼龍材料，還可以用于廣泛的彈性熱塑性塑料的加工。 voxeljet也提供材料開發(fā)服務(wù)，并為新材料提供測試和批準(zhǔn)服務(wù)。 此外，voxeljet開發(fā)了ProPrint軟件，這是一種新型模塊化軟件，可以嵌入到完整的訪問開發(fā)工具成為打包方案，這意味著用戶可以對系統(tǒng)進(jìn)行編程并添加自定義宏。模塊化軟件還具有用于進(jìn)程數(shù)據(jù)挖掘的數(shù)據(jù)庫，用戶可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行調(diào)整?！眝oxeljet首席執(zhí)行官Ingo Ederer博士表示。

voxeljet的HSS高速燒結(jié)設(shè)備目前是基于其成熟的VX200的設(shè)備平臺上的，其中的HSS高速燒結(jié)技術(shù)是由霍普金森教授研發(fā)出來的，voxeljet通過Evonik（贏創(chuàng)）和Loughborough大學(xué)獲得專利授權(quán)。

HSS高速燒結(jié)速度100倍于SLS激光燒結(jié)，當(dāng)前的SLS激光燒結(jié)機(jī)通過一個(gè)單點(diǎn)激光熔化粉末狀塑料聚合物，這使得生產(chǎn)效率受到一定的制約，霍普金森采用紅外線燈和噴墨打印頭來代替激光的解決方案。打印頭快速準(zhǔn)確地將材料傳送到粉末床上。在HSS加工過程中，噴墨打印頭將黑色的紅外輻射吸收油墨沉積在熱塑性粉末床上，然后紅外燈加熱粉末，導(dǎo)致塑料粉末顆粒熔化，從而固化每一層的形狀，這比激光燒結(jié)速度快很多。

HSS被認(rèn)為是降低SLS零件成本的手段，以使3D打印與諸如注塑等大規(guī)模制造技術(shù)具有競爭力。通過更換SLS中使用的昂貴的激光器并增加機(jī)器的生產(chǎn)能力，可以達(dá)到與注塑成型競爭的成本和速度來制造塑料零件。

該工藝的溫和加熱打開了廣泛的材料，如彈性體和其他塑料。此外，HSS可以使用100％的回收粉末，而不會導(dǎo)致粗糙的表面，加工過程中也不需要富含氮?dú)獾沫h(huán)境。

HSS聽起來有點(diǎn)像惠普的MJF，的確這兩個(gè)過程非常相似：在MJF加工工藝中，噴墨打印頭將熔融劑和細(xì)化劑沉積在熱塑性粉末床上，然后用一組紅外燈燒結(jié)。兩者之間最大的區(qū)別是HSS不使用細(xì)化劑，根據(jù)霍普金森教授，這是因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)不用細(xì)化劑就可以實(shí)現(xiàn)滿意的打印結(jié)果。霍普金森當(dāng)時(shí)考慮過細(xì)化劑，但他發(fā)現(xiàn)他能夠獲得出色的分辨率，從而無需細(xì)化劑。另外，通過將專用于特殊材料的多個(gè)打印頭結(jié)合到HSS工藝中，可以沉積諸如銀導(dǎo)電流體的功能性油墨。

來源：3D科學(xué)谷
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