盡管聚丙烯(PP)是世界上消費量最大的塑料之一,但由于存在層間粘接、翹曲、床層粘接和支撐材料不足等問題,它尚未被充分利用到3D打印中。
盡管如此,PP 3D打印材料專家PPprint正致力于改變這一現狀。自四年前成立以來,該公司已經建立了一個專注于PP的全面材料組合,該公司還為客戶提供打印服務和支持,以加快PP在增材制造中的使用。
PPprint產品經理Sebastian Schmidt談到了在3D打印中使用PP的好處,它相對于其他高分子材料在FDM 3D打印方面的優勢,以及該公司在汽車、模具、醫療技術等高要求行業中擴大采用PP 3D打印的計劃。
圖 通過3D打印的PP(聚丙烯)零件(圖片來源:PPprint)
3D打印為何選擇PP ?
雖然PLA和ABS在擠出基聚合物3D打印過程中更常用,但它們并不總能夠提供許多目標應用所需的性能或質量。相比之下,PP提供了許多優越的性能,能夠生產出可靠的部件。
首先,PP材料可以有效回收,從可持續發展的角度來看,這是一個很有吸引力的選擇,而它對酸、酒精和水的耐化學性對許多行業都很有吸引力。此外,PP還表現出非常好的抗斷裂性和半柔韌性,這意味著PP打印的部件幾乎是不可破壞的。再加上密度低,PP特別適合生產輕質和堅固的零件。
此外,許多PP牌號兼容滅菌過程。此外,它的親膚和食品安全特性,也使其可以用于醫療技術和食品接觸應用,并提供美觀的高表面質量。
但是,由于經常出現層間粘著、翹曲、床層粘著、支撐材料不足等問題,PP材料3D打印市場仍處于發展階段。
結合其先進的PP材料組合、特殊設計的支持材料和專業的打印服務,PPprint正致力于改變這一現狀。
圖 PPprint的全聚丙烯3D打印產品。(圖片來源:PPprint)
PPprint與眾不同的關注點
Schmidt表示,PPprint完全專注于PP以及其密切接觸客戶的特點,是其與其他同行的重要不同,因為它是世界上唯一一家專注于PP的3 D打印公司。
自2018年成立以來,PPprint的打印工廠每天都在打印PP零件?!拔覀冎肋@種材料的問題、優點和局限性,而且我們有特定的PP打印技術,不僅在材料方面,而且在成功地將這種材料應用于3D打印方面。”Schmidt說道。
PPprint的PP材料與市場上其他商用PP長絲相比,具有相對較高的拉伸彈性和層間結合能力,此外還具有其他一些優點。與競爭對手只能在有限的顏色范圍內提供PP長絲不同,PPprint提供了廣泛的顏色和定制顏色的可能性。
PPrint提供了世界上唯一專門為PP開發的分離支撐材料——P-support 279,它可以創建更復雜的3D打印形狀和設計,而這些設計在以前用PP打印是無法實現的。該支撐材料可以讓客戶打印具有橋梁、懸吊和開口的部件,并在加熱后輕松取下。
PP材料的3D打印過程中經常會出現這樣的問題:材料很難粘到打印床表面。雖然使用市面上的膠水或粘合劑可以解決這個問題,但手動打印過程相當混亂、繁瑣,客戶每次想打印東西都必須重復這一步驟。
為了克服這一難題,PPprint已經開發了自己的專利打印床表面——P-Surface 141,它可以安裝在客戶的3D打印機上,并專門為打印PP而定制。其他高分子材料,如ABS, PLA和TPU也可以打印在這一3D打印表面。這意味著客戶在打印和切換材料時不需要移除它。
PPprint與其他材料供應商的最大區別在于其互補的“PP 3D打印包”,包括先進的3D打印材料、獨特的支撐材料、專門為PP開發的打印床,以及強大的材料科學專業知識。
“我們為所有類型的FDM打印機提供PP 3D打印包,”PPprint解釋說,“我們希望使用PP進行打印,并讓每個人都有機會進行打印,無論是在入門級桌面3D打印機(如Prusa)上,還是中等價位的機器(如Ultimaker或Raise3D)或更高價格的工業FDM機器?!?/p>
利用材料實現循環經濟對公司來說也很重要,PPprint的客戶可以把他們打印的支撐材料寄回PPprint,這些材料將被PPprint回收和重復使用。
PPprint通過3D打印的各種PP零件(圖片來源:PPprint)
3D打印PP的市場前景
目前,PPprint的主要市場是醫療技術領域,因為該公司的材料在皮膚接觸領域獲得了認證(DIN EN ISO 10993-5)。此外還有汽車領域,PPprint的能力主要用于功能原型設計,就如為德國汽車公司做的一樣。PPprint在模具行業、消費品領域和其他用到功能原型的行業也很活躍。
“特別是在Covid-19大流行期間,來自醫療行業的需求增長非???。在此之前,PPprint并沒有很多醫療技術領域的客戶,現在我們有大約60%的客戶來自醫學技術領域。因為PP材料完全適合醫學技術的要求,” Schmidt說,“我認為醫療技術領域將大幅增加PP的使用?!?/p>
PPprint的支撐材料具有與PP長絲相似的打印外形和性能,可以對此類應用進行高度定制,在提供最佳機械性能的同時,有效地為患者提供功能。
考慮到PP在這些領域和其他領域的應用,Schmidt提出可以在硬件和軟件方面進行一些優化,以進一步提高PP的打印性能,從而為更多的應用和客戶打開大門。
“在軟件方面,可以優化噴頭的驅動方式,這是我們目前正在進行的一個項目,但也可以考慮針對特定材料優化噴頭的形狀,”他解釋說,“未來肯定會取得進展,但這并不意味目前就不能取得一些偉大的成果。”
未來,PPprint的目標是在全球范圍內提供PP材料,目前已宣布在北美、印度和中國提供產品,對其現有的歐洲市場形成支撐。Schmidt表示,在全球新市場增加材料的可用性是公司發展的下一步目標。
“我們是一家以研究為導向的公司,我們有許多正在進行的研究項目,這些項目將會見證我們發布專門為3D打印優化的更好的增強材料,比如玻璃纖維、碳酸鈣或其他填充材料?!彼忉屨f,“此外,打印速度也是我們正在研究改進PP 3D打印的一個關鍵問題,比如創造一種可以以更高速度進行3D打印的材料。
轉載請注明出處。