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Formlabs聚丙烯粉末:SLS打印的轻质、延展性和耐化学性材料

Formlabs 自豪地推出 Polypropylene Powder,这是一种用于 Fuse 系列选择性激光烧结 (SLS) 3D 打印生态系统的新材料,可为原型制作和小批量制造提供高延展性部件。
 


聚丙烯 (PP) 部件重量轻、防水且耐化学腐蚀,是最终用途应用的理想选择。聚丙烯粉末是一种非模拟的、真正的热塑性聚丙烯,不需要外包给服务机构、非常昂贵的机器或数小时无休止地修改打印设置。Fuse 系列工作流程使用户能够首次获得经济实惠的工业质量的内部聚丙烯 3D 打印。
 

聚丙烯粉末的断裂伸长率为34%,弯曲模量为1327 MPa,具有与普通注塑聚丙烯相似的性能,并为以下方面提供了机会:


·消费品,如液体产品、运动器材和电子产品的包装

·矫形器和假肢等医疗设备

·汽车和工业产品,如流体系统、外壳、工具和制造辅助工具


为什么要3D打印聚丙烯?
 

目前有很多方法可以制造聚丙烯(PP)零件。最常见的是注塑、热成型、吹塑成型,或通过其他涉及模具的传统工艺成型。尽管这些工作流程对于大批量生产的商品具有成本效益,但它们存在成型固有的几何限制和高昂的模具前期成本,这消除了具有成本效益的定制或小批量商品的可能性。

此外,还提供聚丙烯3D打印选项,包括用于熔融沉积成型 (FDM) 打印机的灯丝、模拟聚丙烯材料特性的立体光固化成型(SLA)树脂,以及用于价格较高的 SLS 系统上的聚丙烯粉末。
 

用于 Fuse 系列生态系统的聚丙烯粉末将行业标准材料的熟悉特性与内部 SLS 3D 打印的几何自由度、供应链敏捷性和快速迭代能力相结合。


Formlabs Fuse 系列是首款工业级粉末床熔融 3D 打印系统,能够以实惠的价格和易于使用的工作流程提供高性能的纯正聚丙烯部件,不受设计限制。企业首次可以经济实惠地使用相同的材料控制其端到端设计和生产,并通过聚丙烯桥制造选项使其供应链更具弹性。引入 Fuse 系列中新材料,但为业界所熟悉,是我们实现创新和鼓励跨各个学科的新工作流程的最有效方式。

聚丙烯粉末具有高断裂伸长率,能够制造出高性能的最终用途部件,这些部件具有对各种化学品的高耐受性、良好的拉伸强度和低吸湿性。这些品质使其成为制造耐用的最终用途零件的绝佳选择,这些零件专为优先考虑轻质零件的高延展性的苛刻应用而设计。
 

3D打印PP粉末机械性能


                                                                                                    聚丙烯粉末                               尼龙11粉末                            尼龙12粉末                             
极限抗拉强度(MPa)  29  49  50
拉伸模量 (MPa)  1640  1600  1850
断裂伸长率 (%)  34  40  11
弯曲模量 (MPa)  1327  1400  1600
热变形温度 @ 0.45 MPa (°C)  113  182  171
烧结密度 (g/cm3)  0.89  1.03  0.99
刷新率  50%  30%  30%
需要惰性氮气气氛吗?  不需要  需要  不需要

 

确定PP粉末的单件成本


SLS 3D 打印部件的每件成本是一个多变量方程式,可以考虑粉末成本、打印时间、包装密度和刷新率(新打印所需的新旧粉末之比)。

为了以最经济高效的方式打印并充分利用所有粉末,用户应尝试将构建室包装得尽可能紧密,并致力于将包装密度与刷新率相匹配。包装密度为 30%,未烧结的粉末(占构建的 70%)可以回收到下一个构建中,其中将有 30% 的新鲜粉末和 70% 的回收。

Polypropylene Powder 的刷新率为 50%,这意味着每个新产品都应由一半回收和一半新鲜粉末组成,略高于其他 Formlabs SLS 粉末。然而,它的烧结密度要低得多,每公斤的成本也更低。与尼龙 12 粉末构建相比,相同体积的零件需要更少的粉末,因此粉末购买更进一步,同时材料也更实惠。

尽管刷新率更高,但对于希望将行业标准材料的优势与 3D 打印的设计自由度、敏捷性和速度优势相结合的用户来说,聚丙烯粉末是一种经济高效的解决方案。此外,用户可以调整其刷新率,以优化零件质量和表面光洁度(更高的刷新率)或每个零件的成本(更低的刷新率)。
 

Fuse系列上的聚丙烯3D打印能做什么?


聚丙烯塑料是我们日常生活中第二大最广泛使用的塑料。它的应用范围很广,从消费品包装到汽车零部件、运动器材、家用电器等。在 Fuse 1+ 30W 上,Polypropylene Powder 制造的部件将这种流行聚合物的熟悉特性与 SLS 3D 打印的设计自由度和可访问性相结合。
 

快速原型制作

聚丙烯粉末重量轻、吸湿性低和延展性强,非常适合对这种原位印刷的柔性环和瓶盖进行原型设计。

使用内部 SLS 和聚丙烯粉末,可以轻松制作这款具有自适应厚度的洗发水瓶,用于刚性和柔性部分。

PP 粉末可以更轻松地迭代不同的几何形状并测试该 HVAC 鼓风机部件的风扇叶片参数。


Fuse 1+ 30W 打印机和聚丙烯粉末使产品设计师和工程师能够在内部使用与最终产品相同的材料进行设计、测试和迭代。无需外包给服务机构,他们可以将开发时间从数周缩短到 24 小时或更短,并提高迭代速度以优化产品。


聚丙烯粉末的低烧结密度意味着设计人员可以在与最终产品相同的重量考虑下进行原型设计。聚丙烯粉末是防水的,无需额外的后处理步骤,因此现在可以完成容器、配件、管道和其他必须容纳或转移液体的组件的快速原型制作,而无需额外的劳动力进行平滑或涂层。


聚丙烯粉末为 SLS 3D 打印和快速原型制作开辟了一个全新的产品类别,该平台与使 Fuse 系列成为世界上最畅销的 SLS 系统相同的可信平台。


制造辅助工具和工具


制造辅助工具代表了使独特且不断变化的工作流程的需求适应标准化机械的努力——因为这些工作流程会随着新产品的开发而变化,因此制造辅助工具即使不是完全独特的,也总是短期的。它们代表了完美的 3D 打印用例,借助 Formlabs SLS 生态系统,它们可以设计用于恶劣的工业环境,同时仍具有成本效益,可以一次性生产。零件甚至可以焊接到其他聚丙烯零件上,从而扩大了功能组件或现有机器或制造辅助工具的附加组件的可能性。


聚丙烯粉末扩展了在各种学科中制造助剂的可能性。其出色的耐化学性和防水性能使其在汽车、航空航天和医疗设备制造行业中非常宝贵,这些行业在生产过程中经常存在流体和化学品。由聚丙烯粉末制成的零件具有极强的延展性,可以处理反复弯曲和弯曲,使其成为坚固耐用的工具的理想选择。


最终用途部件


聚丙烯零件的传统大规模制造工作流程可靠、经济高效且随时可用。那么,为什么要用聚丙烯粉末3D打印最终用途产品呢?


能够在内部 SLS 3D 打印聚丙烯有助于制造商:


1.在不使用昂贵的金属工具的情况下测试新产品

2.扩展定制可能性

3.经济高效地小批量生产聚丙烯部件

4.获得对供应链的控制权

5.使自己免受材料短缺或供应商变更的影响

6.设计自由度:晶格结构和复杂形状易于 3D 打印,设计师可以完全重新构想其产品的外观、感觉和行为。


尽管SLS 3D打印的供应链看起来不同,但这种材料很熟悉。使用聚丙烯粉末在保险丝系列上,无需牺牲零件性能 - 零件将是聚丙烯,只需在几天内在内部制造,而不是外包数周。
 

SLS 3D 打印最终用途医疗设备,如这些符合人体工程学的拇指支架和矫形鞋垫,采用聚丙烯粉末制成,利用了该材料的高延展性和低吸湿性。


对于医疗器械来说,聚丙烯已经是一种广受认可和依赖的材料——能够自信地进行SLS 3D打印,可以为医疗器械公司开辟新的产品类别和定制可能性。对于可穿戴设备等皮肤安全*设备,聚丙烯粉末将是一种出色的原型设计或小批量生产解决方案。

*在产品发布时,聚丙烯粉末的生物相容性认证正在进行中。一旦该材料获得认证,预计将为医疗器械测试和生产提供更多机会。


如何使用聚丙烯粉末进行3D打印


聚丙烯粉末可轻松集成到 Fuse 1+ 30W SLS 工作流程中。使用专用的构建室和用于零件提取的 Fuse 脱粉套件,Fuse 生态系统可以在 1 小时内转换为新材料。

聚丙烯粉末在 Fuse 的空气环境中打印,使使用 SLS 3D 打印创建高延展性部件比以往任何时候都更容易。

 

Fuse 系列生态系统由 Fuse 1+ 30W、Fuse Sift 和 Fuse Blast 组成,为希望尝试新 SLS 粉末的用户提供了更换材料的机会,这是粉末床熔融 3D 打印机的独特功能。


由于密度低,这种材料每公斤可以生产更多的零件,通过简化的工作流程提供具有成本效益的延展性零件。通过在 Fuse Blast(Formlabs 自动介质喷砂机)中进行后处理,可以进一步改善零件的外观,从而提供经过专业抛光的干净触感的零件。Fuse 1+ 30W、Fuse Sift 和 Fuse Blast 以实惠的价格共同完善了 SLS 工作流程。


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