正如我们所知,目前3D打印技术的进步在很大程度上都依赖于3D打印材料的研发进展。在产业层面上,当下已经有了很多基于金属、塑料和其它材料的3D打印技术可用。对于我们常见的FDM技术来说,尽管这项技术使用的材料主要局限于塑料,但是不断涌现的具有出色特性的新型材料正在大大扩展其应用范围。比如日前,全球最大的分布式3D打印平台3D Hubs就跟3D打印机生产商Markforged合作推出了一系列经过凯芙拉(Kevlar)、玻璃纤维和碳纤维强化的系列尼龙3D打印材料。

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据了解,这些新材料是专门为创建那些强度堪比金属,但是成本却属于塑料范畴的3D打印部件准备的。事实上,这些创新的维增强材料提供的是比6061-T6铝更高的强度重量比,与ABS部件相比,其硬度高27 倍、强度高24倍。

据悉,这种超强的材料,将由欧洲、美国和加拿大的17家经过3D Hubs认证的供应商提供,很适于制造工程部件、功能原型和进行测试,以及创建自定义用途的生产零件、结构件、夹具和其他工装等。而3D Hubs也特别指出,这种材料不太适于3D打印那种尺寸较小、精度要求高的部件。

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那么像这样高强度的材料如何实现3D打印呢?这就要用到Markforged公司的Mark Two工业强度3D打印机和正在申请专利的连续线材制造(CFF)系统了,这些设备具有专门的设备可以打印这种经过纤维增强的尼龙材料。3D Hubs在新闻稿中解释道:“在3D打印过程中添加纤维很复杂,需要一个专业的操作人员运行该机器。通过我们的3D打印服务提供商网络,我们能够提供这种专门的技术服务,使该技术能够让每个专业人员都用得到。

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当然,这3种新材料的特性略有不同。其中碳纤维增强尼龙(Carbon-Reinforced Nylon)拥有比6061铝更高的强度重量比,导热系数是三种材料中最高的;凯夫拉纤维增强尼龙(Kevlar-Reinforced Nylon)则提供了最高的耐磨性,弹性最好,很适用于制造耐用和耐冲击性零件。玻璃纤维增强尼龙(Fiberglass-Reinforced Nylon)则是三种材料中最经济的,而且提供了与碳纤维增强尼龙相同的强度,但硬度要低60%。

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除此之外,3D Hubs还为那些准备使用这些先进的纤维增强尼龙设计零件的用户提供了几个小贴士。首先,如前所述,这种材料不适于制造小而复杂的零件设计,其最小的细节尺寸应该在0.8毫米以上。另外,增强部件的最小特征尺寸应该是3毫米,如果是纯尼龙部件则应当减少到1.6毫米。

此外,3D Hubs称,如果要3D打印活动或互锁的部件,请务必保留至少0.5毫米的间隙空间。至于壁厚方面,其尺寸与最小特征尺寸相同,即,如果是纤维增强尼龙,您将需要至少3毫米的壁厚,而纯尼龙,则只有1.6毫米。

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据悉,使用纤维增强尼龙进行3D打印的技术是基于FDM技术的,但是在机器上集成了第二个打印头,该打印头的主要功能是将连续的碳纤维、凯夫拉纤维和玻璃纤维植入打印的尼龙当中。”3D Hubs在其网站上补充说:“这些长而连续的纤维将承整个对象的载荷,从而表现出复合材料惊人的性能。”

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文章来源:互联网采集

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