汽车塑料件工艺(塑料件生产必看的高速烧结3D打印技术)
Posted
篇首语:行为决定性格,性格决定命运。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了汽车塑料件工艺(塑料件生产必看的高速烧结3D打印技术)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
汽车塑料件工艺(塑料件生产必看的高速烧结3D打印技术)
随着技术和行业的成熟,越来越多的制造企业正在使用增材制造-3D打印技术生产产品。最新Wohlers 报告显示,2021年塑料3D打印粉末材料的消费量增长了43.3%,超过了光聚合3D打印所用的树脂材料,成为最常用的3D打印塑料材料。
在基于粉末床工艺的3D打印技术中,有一种在打印速度、相关部件成本等方面颇具优势的技术-高速烧结HSS。voxeljet-维捷将高速烧结3D打印技术进行了商业化,并基于该技术陆续推出了不同型号的工业级3D打印设备。
© 3D科学谷白皮书
近日,voxeljet-维捷对其高速烧结设备的打印工艺、关键器件-喷墨打印头、控制软件以及材料进行了详细解读。本期,3D科学谷将借此与谷友们深入了解这一技术。
丰富的材料
实现自由的产品结构设计
高速烧结-HSS 3D打印的基本原理是,采用红外线灯和喷墨打印头进行粉末材料的增材制造。打印头快速准确地将油墨传送到粉末床上。在HSS加工过程中,喷墨打印头将黑色的红外辐射吸收油墨沉积在热塑性粉末床上,然后红外灯加热粉末,导致塑料粉末颗粒熔化,从而固化每一层的形状。
高速烧结过程
© voxeljet-维捷
恰到好处的分辨率与更长寿命的喷墨头
高速烧结HSS技术使用工业压电喷墨头和单一能量吸收剂。能量吸收剂是一种油基墨水,用于为粉末床着色。通过精确的光波控制和波长定义,红外能量可以有选择地射入粉末床,并且仅在需要打印零件的地方射入,这种精确的控制容易保证清晰的边缘细节。
© voxeljet-维捷
这种技术组合有利于建构打印过程中的温度管理。精密过滤防止了灯管烧坏,并显著提高了灯的使用寿命。还有一个积极影响是简化了组件的拆包。
虽然打印机喷墨头可实现的分辨率可达1200dpi,但最终粉末材料的平均粒度会成为实际分辨率的限制因素(PA12通常为55微米),因此打印头的分辨率并不是越高越好,只要做好热管理工作即可对细节精度起到很好的作用。在打印过程中,必须对各个颗粒的间隙和接触点进行染色,才能保证材料被烧结。维捷高速烧结设备中的打印喷墨头提供360dpi的分辨率,这意味着液滴仅比55微米的PA12颗粒稍大一些,因此可以使粉末颗粒完全涂上油墨。
数据来源:voxeljet-维捷
* 取决于材料和颗粒大小
** voxeljet-维捷将为用户提供有关材料选择的建议,但相关风险由用户负责。
*** 视打印高度而定
此外,工业喷墨打印头与墨水的优良匹配提高了打印头的耐用性。喷墨打印头与油基油墨结合使用,具有使用寿命长、磨损低的特点。根据voxeljet-维捷,其“长寿”的打印喷头已经连续使用了超过四年的时间。
喷墨打印头也可用于水性和溶剂型墨水打印。但油基油墨除了低磨损外还有其他优点—适用于更多种类的材料,例如,疏水性聚丙烯(PP)使用油基油墨更易于加工。
实现最大灵活性的开源软件
voxeljet-维捷的高速烧结控制软件是这项技术的一个亮点,用户可以使用该软件对任意参数(如软硬组件的属性)进行精确的个性化调整。这适用于各种类型的塑料材料,如PA12、PP、TPU、PEBA和EVA。
3D打印的工艺流程由voxeljet-维捷开发的控制软件ProPrint进行控制。这一开源解决方案的特别之处在于,用户可以根据自己的材料需求自由定制所有最重要的参数,并将它们调整到最佳设置。ProPrint允许自由控制用于熔融印刷颗粒的能量输入。层厚、墨水输入以及许多其他参数都可以进行单独配置。
I主要优势
- 单独配置温度源。
- 可自由调节重涂速度、层厚等,以微调印刷工艺流程。
- 可以加工粒度从30微米到1.3毫米不等的各种粉末。
- 可以针对更硬或更软的组件性能定义红外灯通路。
- 墨水用量调整。
- 可以单独分析、评估和编程工艺流程数据。
- 打印系统遥测数据的完全访问权限。
- 基于位图的打印,让用户可以访问单个打印切片(流线型)。
- 无论零件在作业框内采用何种对齐方式,组件都具有X、Y、Z轴各向同性的表面。
自由、丰富的材料选择
目前,voxeljet-维捷的高速烧结设备已拥有丰富的粉末材料选择。包括聚酰胺-12(PA12)、聚丙烯(PP)、热塑性聚氨酯(TPU)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)。这意味着用户可以在原型和功能部件制造时实现多样化的塑料特性。
© voxeljet-维捷
丰富的3D打印材料种类意味着广阔的应用潜力。例如,使用PA12材料,可以制造塑料功能件、小型计算机外壳或汽车内饰;聚丙烯(PP)材料是应用最广泛的塑料之一,具有耐化学腐蚀性和疏水性,适用于汽车内饰、电线电缆套管或配件;而弹性TPU材料,可用于内外鞋底、精密密封件、滚轴、套筒等;EVA材料也广泛应用于制鞋行业,日用品和花园用品包装或柔性软管。
高速烧结v.s.注塑
塑料件增材制造与注塑工艺的区别是应用端迫切关注的问题。voxeljet-维捷对高速烧结3D打印技术与传统注塑工艺进行了对比。
VX1000 HSS设备塑料件批量生产
© voxeljet-维捷
使用高速烧结技术,零件可在功能和耐久性方面进行优化,注塑件则是针对大规模生产进行优化。
VX1000 HSS设备塑料件批量生产
© voxeljet-维捷
相比之下,高速烧结可实现高度复杂的几何形状,并提供优良的分辨率,这在生产板条或纹理等时尤为重要,注塑工艺难以实现微小的间隙或空间。然而,在大尺寸批量生产方面,HSS暂时还无法达到注塑成型的经济性。对于大批量生产几何形状较简单的零件,采用注塑工艺是更好的选择。尽管如此,voxeljet-维捷研发部门已在研究一种更经济的技术,具有更大的成形空间体积和相应更快的层打印时间。
高速烧结3D打印代表了在传统注塑工艺之外的一种有意义塑料零部件制造方式。从长远来看,凭借几何自由度和材料多样性的结合,3D打印将改变如今广为人知的塑料世界,助力塑料产品制造商根据所需资源进行产品优化与创新。
知之既深,行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络,3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析,请关注3D科学谷发布的白皮书系列。
网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
相关参考
有机玻璃打印(瑞士科学家开发的新技术或能改进玻璃的3D打印工艺)
在所有可以进行3D打印的材料中,玻璃仍然是最具挑战性的材料之一。不过,瑞士苏黎世联邦理工学院(ETHZurich)研究中心的科学家正在努力通过一种新的且更好的玻璃打印技术来改变这种状况。目前打印玻璃物体已经成为可能...
怎么生产塑料颗粒(以标准塑料颗粒为材料的塑胶无模成型3D打印技术)
...围包括注塑机,机械手系统、交钥匙工程以及辅机。注塑工艺是阿博格的世界。阿博格从工业塑料加工的角度开发出了全新的增材制造(3D打印)技术——阿博格塑胶无模成型技术(APF),并基于此技术开发了3D打印设备-freeformer...
...多。TPU就是3D打印的主要软胶材料之一。打印软胶材料的工艺有:光固化(SLA),激光烧结(SLS
烟台塑料模具生产(烟台泰利汽车模具股份有限公司:科技创新引领高质量发展)
烟台高新区庆祝改革开放40周年金秋媒体行走进烟台泰利汽车模具股份有限公司烟台泰利汽车模具股份有限公司烟台泰利汽车模具股份有限公司胶东在线12月10日讯(通讯员杨帆)在烟台泰利汽车模具股份有限公司的生产车间里,一...
烟台塑料模具生产(烟台泰利汽车模具股份有限公司:科技创新引领高质量发展)
烟台高新区庆祝改革开放40周年金秋媒体行走进烟台泰利汽车模具股份有限公司烟台泰利汽车模具股份有限公司烟台泰利汽车模具股份有限公司胶东在线12月10日讯(通讯员杨帆)在烟台泰利汽车模具股份有限公司的生产车间里,一...
改型软性填料生产(改性塑料的主要方向及对3D打印用塑料的改性建议)
上一话中只是简单举例了一些新出现的应用于FDM技术中的改性塑料。现在结合改性塑料的主要方向与FDM技术的一些特点,简单给出一些FDM技术中材料的改性建议。先送上一张塑料金子塔,看看有哪些塑料是站在金字塔顶端的,当...
有机硅塑料是热塑性塑料吗(有机硅弹性体3D打印进军中国市场,专访瓦克化学)
...一种可以把硅胶改造成3D打印材料的技术,打开了医疗、汽车零部件、高端工业等行业的增材制造市场。不过,瓦克化学并不满足于仅仅做一个材料提供商。一年以后,该公司便推出了适配此类材料的专业硅胶3D打印机ACEOImagineSer...
...塑料、金属、陶瓷、玻璃、木材等。了解这些材料的加工工艺是设计师必备技能,本文为大家带来设计中最常用的「金属10大成型工艺」,希望能帮助设计师对金属的成型工艺有一个总体的感知。ApplemacbookCNC金属的成型可以分为...
最好的塑料模具(终极指南:3D打印注塑模具的优缺点、案例及制作方法)
...地位。3D打印,也称为增材制造,可帮助这些企业比传统工艺更快、更便宜地制造更好的注塑成型模具和工具。可以说,3D打印模具正在改变模具制造行业的游戏规则。图片来自:Formlabs在本文中,我们将给大家介绍什么是3D打印...
打印机透明塑料带是什么(「云图创智」详解FDM3D打印机常用耗材ABS应用及优缺点)
...常见产品都是用的ABS,它由石油提炼而来,2kg的石油可以生产1kg的ABS塑料,成本很低,而且能够循环利用。它也是FDM类型的3D打印机常用的耗材之一,弹性、耐磨性都比PLA好,今天为大家具体讲讲ABS,里面有些学术用语哦。一、A...