深度解析PC材料3D打印解決方案及應(yīng)用

2025年5月13日，遠(yuǎn)鑄智能聯(lián)合新材料上市公司金發(fā)科技[600143]聯(lián)合舉辦了一場(chǎng)線上研討會(huì)，主題為“基于PC材料的FDM 3D打印工業(yè)級(jí)應(yīng)用解決方案”，本文我們來(lái)回顧一下本場(chǎng)直播的主要內(nèi)容：PC類材料的主要特點(diǎn)和性能，如何使用FDM 3D打印機(jī)來(lái)打印PC材料滿足多種工業(yè)級(jí)應(yīng)用場(chǎng)景，3D打印PC零部件能夠用于哪些工業(yè)領(lǐng)域。

首先，遠(yuǎn)鑄智能產(chǎn)品總監(jiān)袁雙喜介紹了遠(yuǎn)鑄智能PC材料FDM 3D打印解決方案。遠(yuǎn)鑄智能成立于2016年，是工業(yè)級(jí)FDM/FFF整體解決方案供應(yīng)商，公司曾獲得紅杉、保時(shí)捷、招銀國(guó)際等公司的投資。專注于工業(yè)FDM 增材制造，包含高性能材料和工程材料，服務(wù)于汽車、航空航天、通用制造和醫(yī)療等領(lǐng)域。

袁雙喜介紹，2023年全球PC材料的消耗量約460萬(wàn)~500萬(wàn)噸，傳統(tǒng)制造方式多以注塑、擠壓、吹塑、熱成型等成型為主，適用于標(biāo)準(zhǔn)化的大批量生產(chǎn)；面對(duì)個(gè)性化定制、小批量高性能零件生產(chǎn)及復(fù)雜設(shè)計(jì)日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，傳統(tǒng)制造方式無(wú)法很好地滿足，而工業(yè)FDM技術(shù)路線被證明最為適合的解決方案。但是在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，工業(yè)FDM缺少批量可落地的設(shè)備與解決方案。

PC材料3D打印的零部件，可以用于功能原型件、工裝夾具以及終端零件，橫跨電子電器、交通運(yùn)輸、汽車、通用制造、打印服務(wù)、科研教育等行業(yè)。

雖然應(yīng)用廣泛，但是PC材料在3D打印的時(shí)候存在不少技術(shù)挑戰(zhàn)：熱性能與流動(dòng)性受限；高收縮率與翹曲風(fēng)險(xiǎn)；Z向強(qiáng)度過(guò)低；孔隙率與空洞生成；打印溫度窗口窄。

針對(duì)上述挑戰(zhàn)，遠(yuǎn)鑄智能給出了自己PC打印工業(yè)級(jí)解決方案：

●通過(guò)引入玻纖(PC-GF)、碳纖(PC-CF)或聚合物共混(PC-ABS、PC-PBT)可優(yōu)化熔融流動(dòng)性與收縮率，提升成型成功率與成品精度。

●通過(guò)100℃以上封閉加熱環(huán)境的打印設(shè)備可顯著抑制PC冷卻收縮引發(fā)的應(yīng)力集中和結(jié)構(gòu)畸變，為打印大尺寸結(jié)構(gòu)件或批量生產(chǎn)提供基礎(chǔ)條件。

●通過(guò)控制填充率、路徑重疊、外殼厚度、層間停留時(shí)間等切片參數(shù)，可在一定程度上提升界面熔融度、減少熱應(yīng)力源。

●PC材料吸濕性強(qiáng)，通過(guò)用密封干燥料倉(cāng)并輔以烘干過(guò)程確保打印質(zhì)量。

目前，遠(yuǎn)鑄智能提供FDM 工業(yè)級(jí)3D打印設(shè)備、豐富的材料選擇、打印服務(wù)業(yè)務(wù)以及工藝控制軟件。其中FUNMAT PRO 310 NEO、FUNMAT PRO 610LT、FUNMAT PRO 610HT均支持PC材料的打印。310 NEO適合打印尺寸小于300mm的中小尺寸PC零件，PRO 610LT適合打印大尺寸的PC零件，610HT則能夠進(jìn)一步擴(kuò)展到PEEK、PEI等高性能的材料。

目前，已經(jīng)有眾多工業(yè)類的客戶在使用遠(yuǎn)鑄智能的3D打印方案來(lái)制造PC材料零部件，袁雙喜在直播中列舉了多個(gè)代表性的案例，包括施耐德電氣、半導(dǎo)體封裝企業(yè)ASMPT、法國(guó)泰雷茲—阿萊尼亞宇航公司、均勝汽車電子以及來(lái)自軌道交通領(lǐng)域的廠商。

施耐德電氣在普羅夫迪夫的智能工廠采用INTAMSYS FUNMAT PRO 310 NEO來(lái)簡(jiǎn)化關(guān)鍵電氣組件的生產(chǎn)。通過(guò)升級(jí)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械零件的內(nèi)部 3D 打印，取代了造成延誤的傳統(tǒng)方法。他們主要高速打印 PC/PA6/PPA 零件，制造工裝夾具，優(yōu)化生產(chǎn)線。

310 NEO 的集成支持施耐德的智能工廠愿景，減少了對(duì)外包的依賴，為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域更廣泛地采用 3D 打印技術(shù)鋪平了道路。

此外，在本次直播中，遠(yuǎn)鑄智能還發(fā)布了《工業(yè)級(jí)FDM 3D打印PC材料白皮書(shū)》。白皮書(shū)內(nèi)容涵蓋了PC 材料綜述；PC 材料 FDM 3D 打印的工業(yè)級(jí)場(chǎng)景應(yīng)用；PC 材料 3D 打印中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)策略；遠(yuǎn)鑄智能的工業(yè)級(jí)解決方案。感興趣的朋友可以掃碼下載。

接下來(lái)，遠(yuǎn)鑄智能增材制造服務(wù)銷售經(jīng)理曹浩瑋介紹了公司的3D打印服務(wù)業(yè)務(wù)，遠(yuǎn)鑄智能通過(guò)3D打印服務(wù)為下游客戶提供工業(yè)級(jí)3D打印產(chǎn)品；打造工業(yè)級(jí)FDM 批量生產(chǎn)的標(biāo)桿工廠；形成完整的3D打印解決方案；孵化新型應(yīng)用、教育市場(chǎng)。

遠(yuǎn)鑄智能的3D打印服務(wù)業(yè)務(wù)，支持高性能材料（PEEK類、PEI類、PPSU、PPS等）、工程級(jí)材料（ABS類、PC類、尼龍等）。

目前遠(yuǎn)鑄智能的3D打印服務(wù)業(yè)務(wù)，共計(jì)投入設(shè)備66臺(tái)，年產(chǎn)能可以達(dá)到11噸。

在接到客戶需求后，遠(yuǎn)鑄智能首先會(huì)對(duì)零件進(jìn)行圖紙優(yōu)化，打印完成之后還會(huì)進(jìn)行精打磨、勾縫、噴漆等后處理。

遠(yuǎn)鑄智能的打印服務(wù)智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)跟蹤每一筆訂單的進(jìn)度情況，實(shí)現(xiàn)零件可追溯，并提供零件的質(zhì)檢。

曹浩瑋最后介紹了多個(gè)遠(yuǎn)鑄智能的打印服務(wù)案例，來(lái)自航空航天、人形機(jī)器人、科研教育等領(lǐng)域客戶的零件，數(shù)量從上百個(gè)到數(shù)千個(gè)不等，目前均采用3D打印工藝來(lái)生產(chǎn)。

最后，金發(fā)科技PC產(chǎn)品線技術(shù)經(jīng)理馬敏劍介紹了公司的PC材料解決方案。金發(fā)科技是我國(guó)化工新材料領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，新材料年產(chǎn)能超過(guò)770萬(wàn)噸。產(chǎn)品包括改性塑料、環(huán)保高性能再生塑料、完全生物降解塑料、特種工程塑料、碳纖維及復(fù)合材料、輕烴及氫能源、聚丙烯樹(shù)脂、苯乙烯類樹(shù)脂、醫(yī)療健康高分子材料產(chǎn)品。

金發(fā)科技的PC產(chǎn)品銷量在2019年之后逐年穩(wěn)定增長(zhǎng)，2024年的銷量超過(guò)12萬(wàn)噸，改性PC覆蓋全系列產(chǎn)品，以PC/ABS合金銷量占比最高，PCR產(chǎn)品呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

PC材料的改性方向主要包含四個(gè)方面：阻燃、美學(xué)、機(jī)械性能以及功能化。其中，無(wú)鹵阻燃PC/ABS材料已經(jīng)非常成熟，擁有多個(gè)產(chǎn)品型號(hào)，能夠在60℃~105℃的高溫環(huán)境下保持良好的機(jī)械性能，阻燃效果良好。無(wú)鹵阻燃PC/ABS材料，目前廣泛應(yīng)用于OA/NB/家電、安防、電動(dòng)工具、信息通訊等。

為了響應(yīng)家電和消費(fèi)電子小型化薄壁化的趨勢(shì)，金發(fā)科技開(kāi)發(fā)了另外一款阻燃PC產(chǎn)品系列，將阻燃溫度進(jìn)一步提高，最高可以達(dá)到120℃，能夠應(yīng)用于充電樁、光伏接插件、新能源電池包等產(chǎn)品中。

增強(qiáng)PC產(chǎn)品具有更好的尺寸穩(wěn)定性，相較于結(jié)晶性增強(qiáng)產(chǎn)品，PC增強(qiáng)產(chǎn)品的后收縮率低，尺寸穩(wěn)定，更適合于精密組件和低翹曲產(chǎn)品。

此外，金發(fā)科技還開(kāi)發(fā)了PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PBT合金、綠色回收PC等眾多產(chǎn)品系列。

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