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Our versatile polymers toolkit for industrial AM

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Additive manufacturing (AM) is a rapidly growing, agile market – and the current trend toward industrialization could bring far-reaching benefits. At Covestro, we are supporting high-precision, sustainable AM techniques with our versatile polymers toolkit and cross-cutting industry expertise.

正如3D打印正在颠覆很多行业,新的趋势和技术也正在塑造3D打印的世界。其中最令人兴奋的趋势之一即是工业化。由于近来的发展,3D打印技术的应用不再局限于生产前期。它不再仅仅是一种快速的、经济适用的原型制造技术,越来越多的分层技术——即增材制造(AM)正在快速发展成为成熟的工业生产技术,并将为生产商、消费者乃至环境带来巨大潜力。
增材制造的创新收益

过去几个世纪的制造技术虽然有诸多不同之处,但都是通过减少材料来增加价值,而创新3D打印则带来了一些意料不到的后见之明。3D打印或增材制造反其道而行之,从头开始逐层创造出新物体。借助强大的3D打印机设备,3D打印不依赖复杂的机器园区,生产得到根本简化。

这些通用体系为企业提供了制造过程去中心化的手段。在销售点附近进行高效的按需生产,可以减少中间产品和成品的运输,从而达到降低库存和能耗的目的。

在开发和生产阶段,产品设计师可以使用较少的零件实现复杂的几何体,而生产商不再需要注塑工艺和其他流程必需的昂贵模具。加上易编程的修改和无限定制潜能,增材制造的价值将很快体现在产品和生产中。
使用正确的打印材料应对行业挑战

直到最近,3D打印的各种优势还主要应用于生产前流程。3D打印原型仍旧是在投资购买昂贵的生产设备前,对工具或设计进行测试的快速、经济手段。

但是新时代的增材制造不再局限在假设之中。生产商正在尝试将这种技术用于实际的工业应用中。大规模生产对设计原型提出了一整套新要求。其中最大的挑战之一便是获得正确的材料。

在此阶段,3D打印市场可获得的材料往往不适用于功能部件。生产商需要功能更丰富的材料解决方案以及多种属性,如增强的灵活性或韧性。为此,科思创的专家正在迎接挑战,为原厂设备制造商提供材料、专业知识和综合见解,以利用增材制造的巨大潜力。科思创营销经理Lukas Breuers解释说:“作为高科技聚合物的领先供应商,我们的目标是让多个行业的生产商前进一大步:根据需求,在世界上的任何地方使用相同的机器生产不同的产品。”

作为高科技聚合物的领先供应商,我们的目标是让多个行业的生产商前进一大步:根据需求,在世界上的任何地方使用相同的机器生产不同的产品。

Lukas Breuers

科思创营销经理

科思创如何改善3D打印技术

科思创为增材制造领域的所有主要技术提供材料。我们的多用聚氨酯和聚碳酸酯基础材料以及诸多其它聚合物,为客户提供了灵活的3D打印材料套装。它们可以根据具体应用要求作出调整,提供多种期望特性,比如硬度、弹性、耐热和耐化学性以及弹性。

就功能、复杂性和设计而言,我们的可打印材料为各行业的生产商和设计师提供了无与伦比的自由度。我们还提供一种不断发展的产品系列,它以生物和二氧化碳聚合物为基础,这有助于实现重要的可持续性目标,同时降低生产对于环境的影响。

熔丝制造(FFF)
熔丝制造是最常见的增材制造工艺。这种工艺依靠连续不断的丝状材料流,将其送入加热打印头,再挤出到构建平台上。FFF适合多种不同的行业,从乐器或驱动控制的快速原型设计到医疗产品的生产,例如使用生物相容性聚合物的假肢。

我们提供各种用于FFF的挤出原料,包括:高强度聚碳酸酯(PC)以及它和弹性热塑性聚氨酯(TPU)的混合物。后者有各种属性组合可供选择,包括邵氏硬度在A 70到D 74之间的材料。聚碳酸酯和热塑性聚氨酯都支持广泛的应用温度,从滑雪靴等物品使用的低温弹性热塑性聚氨酯品级,到用于超过150℃高温的APEC PC品级。对于阻燃性要求较高的应用,聚碳酸酯是理想的选择。

粉末床熔化
粉末床熔化是一种增材制造技术,它使用激光束能量将粉末颗粒融化成固体形态。激光束逐层照射粉末床粉末,直至形成目标物体。粉末床熔化可用于各种行业,包括航空航天业、医疗业和制鞋业,现已用于打印飞机零件原型、牙科固位体和定制的鞋底夹层。有一种类似的基于粉末的3D打印技术:快速烧结(HSS)。在HSS的流程中,将红外线吸收墨水用于粉末层,随后用红外线灯照射粉末层。

对于粉末床熔化工艺,我们提供具有特性丰富的热塑性聚氨酯(TPU)粉末。此类粉末具备持久弹性、快速反应以及优异的抗撕裂和抗磨损性。其他优势包括:兼容较低的构建区温度、可调整熔化操作和高回收率。

立体光刻(SLA)和数字光处理(DLP)
立体光刻和数字光处理是两种类似的增材制造技术,这两种技术的基础都是光敏聚合物,然后经过激光束(SLA)、投射灯或弧光灯(DLP)照射,从而有选择性地进行处理和固化。SLA已用于医疗建模,如头部、口腔和颌面部重建外科手术。DLP已用于创造熔模铸造的印刷图案以及精致细节应用,如牙科、珠宝和艺术。

我们为SLA和DLP定制的聚氨酯树脂体系提供独特的可定制性能,其机械特性可以在很大范围内调整,可以很柔韧也可以很坚硬。用于液态树脂的预聚物具有很强的抗收缩性,同时具有突出的抗化学和抗风化性能。这些材料还具有不褪色的特点,并且可以调配出各种颜色和透明度。
采用整体法实现工业增材制造

我们除了具备行业专业知识和可调材料以外,还与机器制造商合作,优化硬件和聚合物材料,从而实现高速工艺。在实现工业增材制造的过程中,我们的综合方案解决了相关挑战,因此,更具可持续性的个性化生产可能会很快成为现实并得到普及。

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