日前，中科院研发了可用于耐高温高强度工程塑料的桌面级3D打印机，并在尼龙3D打印方面取得最新进展，成型件力学性能接近注塑件水平。
图1 低成本FDM式3D打印机
增材制造（通称3D打印）技术被认为是第三次工业革命制造领域的典型代表技术，受到社会各界的广泛关注。其中，熔融沉积成型（Fused Deposition Modeling, FDM）是一种基于热塑性高分子材料熔融挤出叠加工艺的增材制造技术。由于该技术具有快速、安全、廉价和容易操作的显著优点，迅速普及到设计验证、功能验证、外观验证、模型模具快速制造及创意教育等领域。FDM打印机的使用量已占全球快速成型系统的30%，是目前应用最为广泛的3D打印技术。
目前广泛应用于FDM 工艺的成型材料仍以ABS、PLA等通用高分子材料为主。虽然国外厂商已有尼龙、聚苯砜(PPSF)等工程塑料材料，但其成型性能仍未达到最终用途零部件的要求，尚未在工业生产领域广泛应用。
图2 3D打印尼龙工件外壳
中科院增材制造课题组开发了可用于PA、PI、PEEK等高强度工程塑料的3D打印机，成型温度可达到450°C，精度达到0.1mm以下。课题组详细研究了PA12和ABS打印件的成型工艺和力学性能，结果发现FDM叠层成型主要是一种粘性烧结过程，打印件性能受熔体流变学影响最大。相较传统的ABS等通用塑料，PA12工程塑料FDM打印件的力学性能（UTS）可达到注塑件的97%以上。
图3 打印过程均遵循粘性烧结模型，但ABS与PA的熔体流动性受温度的影响不同
图4 ABS构件性能提升空间受限，但尼龙构件的力学性能接近注塑件
更多精彩！欢迎扫描下方二维码关注中国粉体技术网官方微信（粉体技术网）
|
