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用于 3D 打印的塑料颗粒:有什么意义?

2021年10月28日

在主流观察者中,3D 打印几乎完全是指使用熔融沉积建模 (FDM) 技术进行打印。 FDM 成为最受欢迎的 3D 打印模式有几个很好的原因:它便宜、使用简单的技术、易于学习。在 FDM 打印中,起始材料通常是塑料长丝,将其送入挤出机和热端喷嘴。然后将熔化的线材放置在构建平台上,打印头根据您加载到打印机的设计移动。

这个过程已经如此牢固地建立起来,任何偏离通常的做法都会让人感到不和谐。这使得使用塑料颗粒而不是塑料丝的 FDM 打印的想法非常有趣。使用塑料颗粒有什么意义?它有什么好处吗?

什么是塑料颗粒?

塑料颗粒,有时也称为颗粒,是非常小的、珠状的、致密的固体塑料块,它们被熔化并形成我们每天遇到的所有塑料产品。在它们被转换成更有用的形状之前,它们本质上是塑料的“原始”形式。

为什么要使用塑料颗粒?

这是关于塑料颗粒的事情。所有塑料产品,从普通的塑料袋到装入 3D 打印机的灯丝,最初都是塑料颗粒。塑料制造设施和塑料回收商通常通过冷却液态树脂溶液、将其压入挤出机并将其切割成规则形状来制造塑料颗粒。

然后对塑料颗粒进行进一步加工,使其更有用。例如,它们可以重新熔化并送入注塑机以形成黄油桶和其他食品容器。它们也可以被送入薄膜挤出机以制造塑料片材、包裹物和袋子。

在 3D 打印线材的情况下,颗粒只需重新熔化并重新挤出。在此过程中,可以将各种化合物添加到熔化的塑料树脂中以增强其性能。这些化合物的范围可以从简单的染料到为长丝增加颜色,也可以是像木材或碳纤维这样的细固体颗粒来制造复合长丝。在任何情况下,所有长丝都以最基本的塑料形式开始,例如 ABS 或 PLA 颗粒。

为什么直接使用塑料颗粒进行 3D 打印是个好主意?通过绕过将颗粒转化为细丝的过程,3D 打印专业人士应该能够以较低的成本创建打印件。理论上,塑料线材的成本可能比相同重量的基础塑料颗粒贵十倍。

但是制造商在 3D 打印线材中添加的添加剂呢?没有什么能阻止您将相同的成分添加到塑料颗粒中。甚至有可能推出您自己的复合长丝品牌。

是否有可以打印颗粒的 FDM 打印机?BET体育官方网站G5、G12、G40都支持FGF颗粒料3D打印。

直接从塑料颗粒进行 3D 打印的想法的最大问题是支持它的 3D 打印机并不多。目前,全球商用颗粒打印机仅用于大型制造系统,小型设备屈指可数。值得注意的是,G5、G12、G40已经研发成功,其中G5在BET体育官方网站研发团队的努力下已经成功投入市场,并获得行业客户的普遍好评。 G5的工作原理是使用挤出螺杆代替可以将熔化的线材输送到打印喷嘴的滚齿齿轮。该挤出螺杆延伸至可接收不同塑料颗粒的模块化料斗。

根据BET体育官方网站研发团队的说法,颗粒式3D打印设备的速度比标准耗材打印机快2~10倍,甚至更高。未来,G系列将被定义为一种经济实惠的大型 3D 打印机,可以接受回收和粒状塑料。

螺杆挤出喷头技术背后的原理其实非常简单:将小块废塑料送入料斗,在加热区内熔化,然后由挤出螺杆通过喷嘴挤出。目前颗粒3D打印机对耗材颗粒的形状会有些要求,但是未来不排除可以直接对碎料进行打印,对环保领域的贡献将不可限量。

使用颗粒打印的其他问题

尽管直接从塑料颗粒打印技术的商业规模采用似乎即将到来,但我们仍然可以预见早期采用者可能会遇到的几个问题。

1.测光不良

使用线材打印的最大好处之一是您可以非常准确地控制向喷嘴挤出的细丝质量。由于线材具有相当一致的尺寸,因此很容易达到挤出和加热速率恰到好处的“最佳位置”。这在使用颗粒时可能会更困难一些。可以想象,装入料斗中的塑料颗粒不会以一致的速度进入挤出螺杆。因此,您可能会在同一张打印件中遇到过度挤压和挤压不足的情况。

2. 同质性差

同样,含有染料或木屑等添加剂的线材在线材的整个长度上具有相当一致的成分。颗粒印刷常被吹捧的好处之一是,您可以仅使用 PLA 或 ABS 等基础塑料颗粒来打印模型。然而,加入你自己的添加剂可能会成为一个成功或失败的选择。您最终可能会得到带有色块的打印模型,或具有结构完整性的模型,因为某些斑点含有过多的木屑。

最后的想法

颗粒印刷是 FDM 技术的未来吗?就我们所见,3D 打印领域的这场“革命”并非很快就会发生。使用线材的 3D 打印变得流行,因为它们易于处理、一致且可预测。颗粒3D打印机目前在某些领域的实际应用中,受到了高度的认可。但是,我们可以预见颗粒打印机会遇到很多问题。在这一点上,我们看不到颗粒打印机如何能够像长丝打印机一样具有一致性和可预测性。这种缺乏控制可能是颗粒打印机在人们相信该技术之前需要克服的最大障碍。

颗粒打印的潜力是巨大的。过程会更快,原材料会更便宜,并且会打开很多定制选项。颗粒打印机可能为用再生塑料制造 3D 打印机对象铺平道路,这可以使 3D 打印行业在减少固体废物方面发挥作用。我们希望这些好处足以激励人们进一步努力制造更好、更便宜的颗粒打印机。
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