3D Systems 顆粒擠出3D打印極具靈活性：大尺寸、高速度、適用多種材料！

大幅面聚合物3D打印市場在逐步擴(kuò)大，尤其是具有工業(yè)機械臂的打印機。在 RAPID + TCT 2023 上，3D Systems Titan 業(yè)務(wù)發(fā)展全球總監(jiān) Brad Mount 介紹了3D Systems 3D打印大型聚合物部件的解決方案。



大型3D打印機的多功能性
3D Systems 的擠出打印機最大特點和優(yōu)勢就是“靈活性”。3D Systems 材料擠出機有兩種尺寸可供選擇，EXT 1070 Titan Pellet（以前稱為 Titan Atlas 2.5），構(gòu)建體積為 42” x 42” x 48” 和更大的 EXT 1270 Titan Pellet（以前稱為 Titan Atlas 3.6），其構(gòu)建尺寸為 50” x 50” x 72”。這兩種打印機都主要依靠顆粒擠出技術(shù)，通過使用標(biāo)準(zhǔn)注塑成型顆粒提高打印速度并降低整體材料成本，從而打印大型零件。


△通過Titan Atlas 3D 打印的各種部件。

●多打印頭提高靈活性：這兩款打印機都可以配備最多三個工具頭，包括用于長絲擠出打印頭、第二個是顆粒擠出打印頭、第三個是CNC銑削工具頭，從而獲得更好的表面光潔度。3D Systems EXT Titan 顆粒打印機可以使用多個擠出機，將水溶性支撐材料與聚合物一起沉積，或者可以將剛性和柔性材料組合在一起。對于具有三軸 CNC 銑削主軸的系統(tǒng)，可以在制造過程中的任何時間點進(jìn)行銑削，以便可以在打印過程中或作業(yè)結(jié)束時對零件進(jìn)行銑削，這大大提高了打印過程的靈活性。

Mount 說：“3D Systems與許多商業(yè)原始設(shè)備制造商以及國防界合作，將銑削與增材相結(jié)合。因為很多 DoD 站點的占地面積非常有限，所以將兩臺機器合二為一，不占用更多空間，是具有現(xiàn)實意義的?！?br />
除了工具頭的多種選擇外，3D Systems 的 EXT Titan Pellet 打印機還可以換出多種不同的噴嘴，從 0.6 毫米一直到 9 毫米不等。如此大的噴嘴直徑在普通桌面 3D 打印機上沒有多大意義，但對于大型 EXT Titan Pellet 系列來說，在銑頭將其削薄至所需尺寸之前能夠非常快速地生產(chǎn)更厚的層。在 RAPID 上展出的一個部件是用于Tinker空軍基地的鈑金成型工具，該組件打印有 2 毫米噴嘴并配有主軸工具頭，使工程師能夠快速更換老化飛機的過時部件。


△用于Tinker空軍基地的3D打印鈑金成型工具。

●速度快：Mount在此次展會種還重點介紹了大型部件，例如大型 3D 打印風(fēng)管，并將 EXT Titan Pellet 機器的制造速度與標(biāo)準(zhǔn)長絲擠出機的制造速度進(jìn)行了比較，就風(fēng)管模型而言，傳統(tǒng)的熔融沉積建模用戶估計可能需要三天時間，而 EXT Titan 則需要八個小時。

●支持多材料打?。?/strong>除了打印機的絕對速度很快之外，EXT Titan Pellet 系列的一個關(guān)鍵亮點是能夠使用各種材料進(jìn)行 3D 打印，包括纖維增強高溫塑料，如 GF-PEKK、CF-PEKK 和 CF-PEI 顆粒。3D Systems的大尺寸顆粒擠出打印機有別于許多其他大幅面聚合物打印機，這些打印機通常不會為此類材料保持足夠熱的腔室或噴嘴溫度。一位客戶使用 30% 的玻璃纖維增​​強 PEKK 3D打印了用于將多個金屬部件焊接在一起的夾具。


△由高溫增強塑料 3D 打印的焊接工具。

大型3D打印模具
Mount 展示的另一個新穎應(yīng)用是一種模具，它具有內(nèi)部孔隙，可增強真空成型的氣流。傳統(tǒng)的真空成型模具需要鉆孔以吸入空氣，從而在工具周圍成型最終聚合物部件，而擠出3D打印出的零件具有固有孔隙率，無需鉆孔即可提供熱成型過程所需的真空。


△3D 打印的模具（左）和白色熱成型部件（右）。


3D Systems 的材料擠壓領(lǐng)域




3D Systems 進(jìn)入材料擠壓技術(shù)領(lǐng)域是經(jīng)過深思熟慮的，當(dāng)公司收購 Kumovis 和 Titan Robotics 時，它不僅僅是在擴(kuò)展其機器產(chǎn)品組合以包括 AM 最流行的 3D 打印類別之一，此舉也是與材料擠出領(lǐng)導(dǎo)者 Stratasys 等公司直接競爭的戰(zhàn)略舉措。

Stratasys 擁有一系列用于工業(yè)和航空航天原型制作和生產(chǎn)的長絲擠出機，而 3D Systems 現(xiàn)在已經(jīng)解決了 FDM 發(fā)明者以前忽視的利基市場。借助Kumovis打印機，它已獲得醫(yī)學(xué)認(rèn)可的3D打印護(hù)理部件；借助Titan打印機，它可以進(jìn)行快速、大幅面的擠壓。3D Systems目前具有極其獨特的材料擠壓打印機，可以解決非常具體的應(yīng)用，而這些應(yīng)用往往是其他制造商忽略的部分。