voxeljet发布新款3D打印技术

产品和材料研发的新标准—voxeljet展示了高速烧结(HSS)工艺为功能性零部件提供的灵活性生产方式。

voxeljet已官方宣布了它的高速烧结技术(HSS). HSS是一种物理粘结喷射工艺,用于功能性原型试制和终端零部件的生产。例如汽车的产品包装或内饰件。在今年2017法兰克福的Formnext展上,观众可以在voxeljet AG的展位上首次看到该技术。

HSS工艺综合了现行两种增材工艺的优势:选择性激光烧结和粘结喷射技术。现在的激光烧结技术已经能够将多种粉末材料烧结成功能性原型部件。而粘结喷射技术,其成形尺寸和打印速度让人叹为观止,这使得高速烧结兼具大型部件的经济化生产和材料的多样化选择优势。

高速烧结工艺

在HSS工艺打印过程中,先将一层高分子材料粉末,如PA12或者TPU铺设于粉床上,喷墨打印头在需要烧结的部分沉积能有效吸收红外线的油墨,然后用红外光照射需要烧结的部分,液体吸收能量,进而熔化并烧结下面的粉末层。未打印的粉末依然保持松散状态。烧结过后,成型平台下降一个层厚。重复上述动作直至零件打印完成。之后打印好的零件在移动和破壳之前,需进行冷却。与激光烧结工艺相反,整个台面一次打印成型,这就保证了一致的成型时间,而无需考虑零件的尺寸及结构复杂性。HSS打印工艺中也不需要含氮气的环境。大幅面的打印头拥有360dpi的高清像素贯穿3000个单独的喷嘴,这就使得生产出来的零件最小细节都具备锐利的边缘。结合最小层厚,可以生产出壁厚仅为0.15mm的高精零部件。由于HSS打印工艺仅需墨水,因此可以将材料成本降至最低。高精度和锐利的边缘也赋予了零件的高品质。

个别参数灵活性

voxeljet 的VX200 HSS工艺给予了材料前所未有的可能性。通过新的ProPrint控制软件,用户只需几个步骤便可进行编程和添加自定义宏,将打印机调整至所需的材料参数和工艺使用状态。除此之外,该软件还可以用于单独的过程数据挖掘,从而能够根据需求记录和评估各种工艺数据。更重要的是,用户可以使用多种粉末材料,而这些材料并不局限于仅从voxeljet采购。层厚方面,根据选用的材料不同,目前的可调范围为80-100μm之间

最早使用HSS技术的用户之一,是一家叫做Evonik Resource Efficiency GmbH的化学公司,Sylvia Monsheimer, 作为Evonik的3D技术细分市场主管,已经使用了HSS技术有一段时间了。“我们希望用VX200来处理一系列的材料,从PA12、PA613到PEBA。但是,并不局限于这些材料。voxeljet的HSS工艺优化了材料与机器之间的配合,提供了最好的材料。”Monsheimer说“材料的多样化选择和像粘结喷射技术的快速适应工艺都赋予了机器高度的灵活性,这是独一无二的卖点。”

考虑到可以打印不同材质的粉末,因此材料的流动性需要得以保证。这就仰赖于材料的平均粒度(平均粒度为30-70μm),精细的粉末含量以及粉末成分。低导热率的粉末目前可以由190℃的熔化温度进行处理,这就保证了材料的的充分烧结。 由于HSS输入的热量非常温和,所以可用材料的选择比以前的工艺要大得多。

温度的控制借由一个外部的热控制单元(HCU)来执行,它可以实时监测压力腔内的温度并且在必要的时候自动调整温度。HCU可透过触控屏进行简单的操作。打印机内的所有5个独立热源均可独立操控,并可调整至符合个体材料的特性。

效率和可扩展性

VX200是我们的入门级机型,因此非常适用于这项新技术。它提供了在弹性材料和工业机器上挖掘各种极限和应用的机会。除了PA12,弹性体如TPU也可以用来打印。开放型的材料允许客户结合自身优势来使用这台机器,而应用的广度也同样让人惊讶。”voxeljet CEO,  Ingo Ederer博士说“我们看到了这项技术的无限潜能。这正是我们致力于将该技术拓展到我们更大的成型台面打印机上的原因所在,以此来确保更高产能。”

Evonik同样看到了这项技术在未来的巨大前景。Monsheimer说“在使用这项技术之初,我就被折服了。多种材料的应用是该技术的趋势所在。”

VX200是材料研发的理想平台,研发机构和OEM致力于探索和开发热塑性塑料和弹性体材料的多样性。此外,它可以非常便利的生产出可直接使用的消费性零部件。