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为什么颗粒3D打印材料会更受欢迎吗?创想三帝

2021年10月16日

颗粒料正在慢慢成为一种更受欢迎的 3D 打印材料。以往的 3D 打印机使用线材、树脂或粉末作为输入材料,但在国际3D打印市场上已经陆续出现了一些颗粒3D打印机。这种变化必须是设计使然,因为用于从颗粒中挤出的机制与从线材中挤出的机制完全不同。线材本质上是一种颗粒包装,最适合当今简化的FDM线材挤出机。



线材是可取的,因为它提供了一种精确控制挤出材料量的方法:步进电机可以在每一步中将特定量的材料推到加热端。在颗粒情况下,加热的材料更像是一种粘性流体,导致在将精准的材料推到热端时出现更困难的问题。但是,目前这个问题已经充分得到解决,创想三帝自主研发推出的颗粒3D打印机采用螺杆挤出装置设计,在满足一定精度的同时,增加了材料的适配度。这无疑给3D打印市场带来了更加广阔的应用空间。

线材有几个缺点,包括成本:它实际上是由丝状塑料制成的。将粒料(通常是着色剂)倒入料斗中,加热并小心地挤出以形成细丝,然后将细丝接收在一个大的卷线轴上。这个过程产生了线材,但也增加了成本。经过这个过程,每千克线材的成本比颗粒料可能高达 10 倍。颗粒料3D打印的低成本优势吸引了大批量打印市场的关注。不过,近几年颗粒3D打印机在国内很难找到,直到创想三帝G5、G12的问世。



除了成本优势之后,大幅面 3D 打印需求也让颗粒料3D打印机有了发挥的空间。需要大型原型的行业往往面临着制作成本高,时间周期长,大尺寸难实现等问题,有的模型高度甚至超过一米。大幅面3D打印的问题在于耗材成本过高。请记住,体积会随着维度的立方而增加,因此如果 10 厘米的立方体使用1L量的材料,那么 20 厘米的立方体将使用 8L。一个 100 厘米的立方体将使用 1000L。我们正在谈论这些大型印刷品中的一些数量级更多的材料。



因此,我们已经看到主要的大幅面 3D 打印机制造商开始提供带有可选颗粒进料系统的 3D 打印机。但是使用颗粒还有另一个原因。

长丝总是通过线轴交付,如今通常有 750 克或 1 千克重量的材料缠绕在长丝上。虽然这个尺寸对于台式机 3D 打印 150 毫米大小的设备非常有用,但对于大幅面 3D 打印机来说却是一个很大的问题。这些机器首先通常需要超过这些容量的打印材料量。这意味着需要操作干预来交换线轴,增加了出错甚至打印失败的可能性,这大大提高了打印生产的难度。

其次,大幅面 3D 打印机通常会针对更快的打印速度进行调整,以减少在某些大型打印件上看似无休止的打印持续时间。这意味着它们消耗材料的速度要快得多,并且可以比台式机更快地通过 750 克线轴。同样,这增加了对操作员干预的需要。

面对这种情况,你的解决方案是什么?你会认为答案是这样的:更大的线轴!

一些制造商和线材供应商已经尝试过,生产和使用 2 公斤甚至 8 公斤重的线轴。这确实在一定程度上解决了问题,但事实证明这是有限制的。在这种线材 3D 打印机中,线材由挤出机电机从线轴中拉出。通常卷轴安装在可自由转动的位置,在打印过程中电机的强度可以转动卷轴。但是,我们听说一些制造商发现在这些情况下可以正确使用多大的线轴存在很大的弊端。非常大的线轴的重量可能太大,挤出机无法有效地拉动和转动。

不得不承认,高质量打印的关键是高度一致的材料流。如果由于挤出机拉紧以旋转线轴而使流量稍微减慢,那是不好的。这就是为什么所有大幅面 3D 打印机最终将专门转向颗粒操作的真正原因:无人值守的大型、长时间打印无法使用线轴进行。

因此,我们创想三帝将继续深入研究和改进颗粒挤出系统,持续为工业制造赋能。同时,也希望后期这种装置也能应用到桌面级打印机,桌面级3D打印的操作员肯定也更喜欢更低的材料成本。
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