HSS材料網(wǎng) - 概念驗(yàn)證HDPE
高速燒結(jié)材料網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)由選定的專家組成的跨學(xué)科網(wǎng)絡(luò),致力于提高靈活性,加速開發(fā)和鑒定用于增材制造工藝高速燒結(jié)(HSS)的新型聚合物材料。
voxeljet的VX200 HSS被設(shè)計(jì)成一個(gè)開源的3D打印系統(tǒng),并提供了對(duì)工藝參數(shù)和溫度管理的全面訪問,以最佳地匹配增材制造工藝和材料。HSS材料網(wǎng)絡(luò)為客戶提供了靈活和低風(fēng)險(xiǎn)的增材制造技術(shù)材料開發(fā)的外包選擇。HSS材料網(wǎng)絡(luò)合作伙伴的互補(bǔ)專長(zhǎng)使各種規(guī)模的公司都能得到獨(dú)特的支持,從最初的適用性評(píng)估,到具體的開發(fā)和參數(shù)化,再到材料的認(rèn)證或市場(chǎng)就緒的資格。在此,我們介紹我們的合作伙伴、項(xiàng)目和概念證明。
1. 究竟什么是HDPE,它在哪些行業(yè)和產(chǎn)品中被加工?
HDPE是一種高密度聚乙烯(0.94-0.97克/立方厘米),其特點(diǎn)是具有非常好的抗化學(xué)品和油脂的能力,以及防水效果。在室溫下,HDPE具有堅(jiān)硬而靈活的外觀,除了具有非常好的機(jī)械性能外,還具有良好的滑動(dòng)性能和更高的耐磨性。
因此,除其他外,HDPE被用于制造食品和包裝行業(yè)的產(chǎn)品,特別是用于化學(xué)工業(yè)?;瘜W(xué)品、燃料、水、氣體或石油的容器、瓶子和管道的標(biāo)準(zhǔn)材料是高密度聚乙烯。
2. 與基于激光的加工技術(shù)等相比,通過高速鋼加工高密度聚乙烯的優(yōu)勢(shì)是什么?
對(duì)于激光燒結(jié)來說,HDPE的工藝窗口非常小,此外,熔化粉末顆粒還需要很高的激光功率。高密度聚乙烯的機(jī)械性能受到了高熱負(fù)荷的負(fù)面影響,這是由于激光的準(zhǔn)時(shí)或逐行曝光造成的。材料變得很脆。
另一方面,在HSS中,能量通過紅外燈施加到粉末床表面,借助于油墨,通過打印頭選擇性地施加到粉末床表面。與基于激光的生產(chǎn)系統(tǒng)相比,二維曝光確保了能量輸入的持續(xù)時(shí)間大大延長(zhǎng)。因此,可以實(shí)現(xiàn)明顯較低的最高溫度,從而減少對(duì)材料的熱應(yīng)力,并保持高密度聚乙烯的成熟機(jī)械性能。
3.HDPE與其他常見的聚合物,如聚酰胺12(PA12)或聚丙烯(PP)的區(qū)別是什么?
與PA12相比,HDPE是一種純碳?xì)浠衔?。這使得HDPE具有非極性、防水性和高度抗化學(xué)性。因此,在室溫下,高密度聚乙烯不會(huì)被許多溶劑、堿和酸所侵蝕。與PA12或PP類似,高達(dá)100%的未印刷的粉末可以被重復(fù)使用。
關(guān)于PP以及PA12,HDPE具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì),因?yàn)镠DPE是一種廣泛使用的大眾塑料,其生產(chǎn)成本比PA12或PA11低得多。此外,HDPE是在歐洲生產(chǎn)的,這保證了供應(yīng)鏈和時(shí)間。
4. 高密度聚乙烯的概念驗(yàn)證已經(jīng)成功進(jìn)行了。使用高速鋼可以很好地加工該材料。計(jì)劃采取哪些進(jìn)一步的措施?
概念驗(yàn)證是由Diamond Plastics GmbH開發(fā)的用于激光燒結(jié)的HDPE粉末DiaPow HDPE HX制成的,它的特點(diǎn)是粒度分布非常均勻,流動(dòng)性非常好。弗勞恩霍夫IPA的工藝創(chuàng)新項(xiàng)目組和拜羅伊特大學(xué)的無害環(huán)境生產(chǎn)技術(shù)主席進(jìn)行的工藝能力分析和初步參數(shù)化表明,HDPE粉末在高速鋼中具有非常好的加工性。因此,HDPE粉末將由合作伙伴專門為HSS工藝進(jìn)行優(yōu)化和全面參數(shù)化。重點(diǎn)是重現(xiàn)性、部件質(zhì)量和縮短輪班時(shí)間方面的生產(chǎn)力。最后,改制后的HDPE粉末被商業(yè)化地推向市場(chǎng)。
特別值得一提的是:在使用高速鋼進(jìn)行加工時(shí),有可能實(shí)現(xiàn)特別高的靈活性。例如,這種靈活性在激光燒結(jié)中是很難實(shí)現(xiàn)的。其原因是材料上的熱負(fù)荷是準(zhǔn)時(shí)的。這對(duì)材料的機(jī)械性能有不利影響。另一方面,對(duì)于高速鋼來說,粉末床暴露在大面積上,這增加了能量輸入的持續(xù)時(shí)間并減少了熱應(yīng)力。這保留了高密度聚乙烯的靈活性。
美國(guó)鑄造廠投資第二臺(tái)VX4000
全球領(lǐng)先的工業(yè)3D打印解決方案技術(shù)供應(yīng)商voxeljet AG公司已經(jīng)向Tooling & Equipment International(TEI)出售了另一套VX4000系統(tǒng),這是最大的3D打印機(jī)之一。