
回收废弃的 PA12 尼龙粉末是使 3D 打印变得更加经济实惠和环保的重要一步。现在,voxeljet 加入了这一不断发展的可持续 3D 打印方法运动,开发了一种新工艺,将选择性激光烧结 (SLS) 系统中废弃的粉末转化为可重复使用的材料,从而延长粉末的使用寿命并减少浪费。
对于面临高材料成本的公司来说,该解决方案意味着更少的资源浪费和更实惠的生产。该公司的首款使用高速烧结 (HSS) 技术制造的回收 PA12 粉末的 3D 打印部件将于 11 月 19 日开始在德国法兰克福举行的 Formnext 2024 展会上展出。直到 22 日,参与者将有机会亲身探索这些部分。
游戏规则的改变
增材制造的主要障碍是 SLS 打印中常用的 PA12 粉末的降解。随着时间的推移,暴露在 SLS 机器高温下的 PA12 粉末会因其分子结构发生变化而变得无法使用,从而难以重印。
传统上,制造商必须不断更新粉末以确保质量稳定,从而导致材料成本高昂和浪费严重。回收这种材料是该行业迈向循环经济的重要一步。
为了实现这一目标,维捷与专门从事粉末开发和生产的公司 Dressler Group 合作;弗劳恩霍夫制造工程与自动化研究所(Fraunhofer IPA);和德国拜罗伊特大学。他们共同开发了一种回收用过的 PA12 粉末的工艺,使其适合在 Voxeljet 的高速烧结 (HSS) 技术中重复使用。
尽管 Voxeljet 主要专注于高速 3D 打印系统而不是粉末生产,但它与材料专家密切合作,开发和优化与 HSS 应用兼容的材料。 HSS 使用喷墨打印头和红外加热,提供比传统激光系统更温和、更渐进的烧结过程。这种独特的方法使回收的粉末能够保持甚至改善其材料性能。然后通过材料研究对再制造过程进行了彻底测试,证明使用高速钢时,回收粉末的性能与新鲜粉末一样好,甚至更好。
德雷斯勒主导了后处理阶段,恢复了关键粉末特性,如流动性和水分含量。 Voxeljet VX200HSS 平台是一个灵活的开源系统,然后打印回收的粉末。这种适应性使弗劳恩霍夫 IPA 团队能够利用回收粉末来调整打印工艺。
“VX200HSS 技术是一种开源系统,使我们能够快速更改和适应任何粉末的工艺参数,”Fraunhofer IPA 研究主管 Jan Kemnitzer 解释道。 “因此,我们能够快速调整 3D 打印机以适应材料,从而在零件属性方面实现一致或改进的结果。”
Voxeljet 的 VX200 HSS。图片由 voxeljet 提供。
循环经济+
这项联合研究的结果不仅对 Voxeljet 的 VX200 HSS 充满希望,而且对该公司的 VX1000 HSS 等更大的生产平台也充满希望。
voxeljet 全球产品经理 Tobias Grün 表示:“这项研究的结果对于基于墨水和打印头的技术(例如 HSS 技术)特别有趣。未来将这种回收粉末加工成 VX1000 HSS 等生产平台的能力将带来巨大的成本节约。通常,50% 的运营成本来自粉末成本。因此,这一发展对成本效率产生巨大影响,同时增加材料的循环流动并减少浪费。”
Voxeljet 的 VX1000 HSS。图片由 voxeljet 提供。
Voxeljet 并不是唯一一家寻求回收 PA12 粉末用于 3D 打印的公司。 Materialise 等公司开发了 Bluesint PA12 等解决方案,允许使用高达 100% 的回收 PA12 粉末进行 3D 打印。与此同时,Stratasys 最近发布了 SAF ReLife,这是一种重复利用各种粉末涂料打印机废弃 PA12 的解决方案。 Rapid Powders 还推出了 PA12 尼龙粉末废料的回收工艺,为更广泛的行业降低成本和可持续发展趋势做出了贡献。
与此同时,Voxeljet 通过与欧洲领先的增材制造服务机构之一 FKM Sintertechnik GmbH 合作作为生产合作伙伴,扩大了其 HSS 网络。作为合作的一部分,最大的基于墨水的聚合物 3D 打印机 VX1000 HSS 进行了重大改进,以满足机械强度、均匀性和可重复性的行业要求。这些改进使打印机成为行业领导者,能够以卓越的速度和精度生产大型部件和许多较小的部件。
此次合作还标志着维捷高速钢聚合物网络的一个重要里程碑,将重点从研发转向生产。 FKM 是航空航天和汽车等行业值得信赖的供应商,现在为客户提供采用 VX1000 HSS 生产的 PA12 组件。此次合作是维捷致力于提供可持续、高效的解决方案,同时扩展 HSS 技术能力的一个例子。
voxeljet 研发总监 Alfred Griesser 博士表示:“通过将我们的开发成果与 FKM 作为粉床专家的经验相结合,我们能够确保我们的 VX1000 HSS 满足这些行业的高标准。”
在 Formnext 2024 上,维捷将在其展台(12.1 号展厅 E08)展示由回收的 PA12 粉末制成的零件,有关回收过程的更多信息将在弗劳恩霍夫展台(12.1 号展厅 C71)上提供。随着 3D 打印的不断发展,此类实用解决方案展示了行业如何在不影响材料质量的情况下平衡成本和可持续性。
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