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3D打印材料

三维打印材料分析:聚氨酯和碳的RPU


发布日期:2020-11-27 来源: 凌云3D


聚氨酯是相近硫化橡胶的材料,全球约有75%的主要用途是用以硬质的和软塑泡沫塑料。运用包含室内装修,泡沫塑料液压密封件和垫圈,延展性车轱辘和车胎,汽车悬挂系统轴套等。

虽然有热固性聚氨酯,但大部分聚氨酯是热固性塑料的,这代表着他们在加温时不容易熔融。在三维打印中,热固性塑料材料是桶型光汇聚技术性的行业,该技术性应用紫外光来硬底化感光聚合物环氧树脂。

聚氨酯是根据丙烯酸酯(由称之为胺的氨的化合物做成的一类化合物)与聚醚多元醇(具备多个氧与共价键合的有机化学材料)中间的反映形成的。聚醚多元醇有利于聚合物的柔韧度,化学交联的量决策了它的延展性或刚度。

具备低化学交联度的长链会造成可拉申的材料,具备很多化学交联键的挎包会造成 其发硬。具备正中间化学交联的长链造成了可用以泡沫塑料材料的聚合物。

三维打印

聚氨酯生成,在其中氨基甲酸酯官能团NH-(C=O)-O-联接分子结构模块。

在聚氨酯的生产制造中,丙烯酸酯与水反映形成氨基甲酸酯和脲键。在Carbon的RPU 130(一种刚度聚氨酯)的状况下,这种键针对个人所得的工艺性能是必不可少的。

Carbon的材料副总裁Jason Rolland向三维Print.com表述说:“ RPU 130是一种刚度的双干固聚氨酯-脲材料。材料中氨基甲酸酯和脲键的存有容许产生明显的共价键。这使材料具备很高的延展性及其很高的变软溫度。”

Carbon的数据光生成(DLS)技术性是企业特殊方式的数据光投射(DLP),在其中将紫外光投影到一桶感光聚合物环氧树脂上,并根据应用透氧窗对材料开展持续干固快速地。此全过程可完成各向异性的物理学特性,即在零件的全部方位上面同样的特性。

虽然三维打印中应用的大部分感光聚合物会造成较差,较脆的零件,更合适用以原形制做,但DLS做成的部件因为在复印全过程进行后便会开展加温,因而具备工程项目级的机械设备特性。

Carbon表述了它是怎样工作中的:

Rolland说:“ Carbon开发设计的双干固材料,包含RPU 130,是光固化机和热干固化合物的化合物。” 当环氧树脂不断曝露在图案化的紫外光下时,光固化机官能团在包装印刷全过程中会活性并汇聚。这使我们可以在复印全过程中精准界定零件的样子。后面烤制全过程中开启热特异性官能团,产生一个独立的聚合物互联网。材料的最后特性由紫外光和热聚合物互联网决策。”

因为感光聚合物的所述难题,从在历史上看,他们不宜根据三维打印开展最后零件生产制造。可是,像Carbon那样的企业所获得的发展已经更改这一情况。Carbon告知三维Print.com,感光聚合物的特性造成 尝试在冲击性抗压强度和热特性中间获得均衡,而这对热固性塑料的阻拦较小。

“紫外光干固材料的关键挑戰是在冲击性抗压强度和热特性中间开展衡量。一般,您必须挑选一个。涤纶等热固性塑料在均衡这种特性层面做得更强。RPU 130的与众不同之处取决于它具备很高的冲击性抗压强度(在Gardner冲击试验中超过30 J)和很高的热变形温度(120 oC),” Rolland表述说。

“根据RPU 130完成的特性组成使其在增材制造行业具备高宽比差异;它是各种各样运用中ABS,涤纶或聚丙稀等一般热固性塑料的理想化代替品。应用RPU 130和Carbon的技术性证实了可显着降低成本的小批量生产汽车零件生产制造 。RPU 130潜在性的工业生产和消費商品运用的别的实例包含用以车子,太阳眼镜,专用工具机壳和机器设备机壳的风管和制动钳盖。”

如同我们在别的地区所探讨的那般,急需解决将大家的塑胶生产制造从不可再生资源来源于变化为能再生来源于。已经开展很多的科学研究工作中,以寻找开发设计用以三维打印的根据绿色植物的感光聚合物,在其中很多具备宽阔的市场前景。

三维打印

安装技术性生产商ARaymond复印的三维管路固定夹板标准件,用以轿车生产制造。照片由Carbon出示。

在将这种材料扩张到商业服务经营规模以前,像Carbon那样的企业已经试着应用大量的能再生材料做为其材料。罗兰德提到炭素企业的硬质的聚氨酯:

“近30%的RPU 130由称之为Susterra丙二醇的植物性原料构成,该原料是美国杜邦Tate&Lyle Bio Products生产制造的苞米原料。这符合实际Carbon在开发材料时对可持续标准的服务承诺。新式聚合物材料自主创新能够与环境保护标准紧密结合。RPU 130显示信息出提高的材料特性和改进的材料可持续不一定是反过来的总体目标。

绿色植物来源于的原料一般比原油来源于的原料具备更低的碳排放量,而Susterra丙二醇(经USDA验证的100%根据微生物的商品)可降低48%的空气污染物排污,并降低来源于摇蓝的不可再生资源46%。与传统式的根据原油的代替品对比”。

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