BOND3D公司成立于 2014 年，自稱是業(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失去材料固有特性的公司。與傳統(tǒng)的 FFF 不同，Bond3D 的專利技術(shù)是一種壓力控制的擠出工藝，據(jù)報道，打印出來的細(xì)絲的最終部件密度超過 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。照片來自 Bond3D。

3D打印PEEK的問題

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應(yīng)物。根據(jù) Bond3D 的說法，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 打印部件的微觀結(jié)構(gòu)。圖片來自 Bond 3D。

使用 Bond3D 進(jìn)行無空隙 3D 打印

Bond3D 的技術(shù)聲稱可以解決這個問題，但它是如何工作的呢？本質(zhì)上，壓力控制的印刷過程旨在擠壓材料，直到填充之前印刷線之間的所有空隙。該系統(tǒng)可確保材料持續(xù)流動，直到噴嘴正下方熔池中的壓力超過某個閾值——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)最初是通過檢查驅(qū)動擠出機(jī)所需的電機(jī)電流來確定的，但 Bond3D 團(tuán)隊發(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，其中打印頭通過基于彎曲、無摩擦和無滯后的組件安裝在機(jī)架上。該公司表示，它能夠制造“幾乎沒有”微結(jié)構(gòu)空隙的部件，部件密度超過 99%。對打印試樣的內(nèi)部測試表明，對于僅 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，這對其流體輸送特性也有重大影響，這對于任何類型的管道或歧管組件都至關(guān)重要。

早在 2019 年，Bond3D 就從總部位于英國的聚合物開發(fā)商 Victrex 那里獲得了數(shù)百萬歐元的投資，在今年開發(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。潛在用例列表涵蓋了從航空航天和汽車到醫(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 已開發(fā)出第一套可用于生產(chǎn)的 3D 打印機(jī)。照片來自 Bond3D。

Formnext 2021 為初創(chuàng)公司提供了一個展示他們多年來一直致力于的創(chuàng)新的絕佳機(jī)會。總部位于柏林的 3D 打印技術(shù)開發(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)級材料噴射系統(tǒng)。該系統(tǒng)專為使用超高粘度樹脂組合的高性能多材料打印而設(shè)計——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 打印專家，也在展會現(xiàn)場發(fā)布了其最新的硅膠 3D 打印機(jī)——新的 LIQ 7。據(jù)報道，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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