3D打印技术要想在小批量简单产品的生产工艺上取得一席之地,就需要在打印价格方面更便宜。3D打印技术要想在大批量复杂产品的生产工艺上获得比注塑工艺更大的优势就需要打印速度更快。
顺应更低的价格,更快的打印速度的发展趋势,在过去几年中,3D打印行业已经出现了许多令人振奋的新技术,这些技术的特点是以当前100倍的3D打印速度将3D打印技术的应用领域从原型切入到生产领域。
这些快速制造技术不仅扭转了3D打印给人效率低的印象,配合材料技术的快速发展,这些技术还引发了产品端的新一轮赛跑,尤其是鞋业领域,从耐克到阿迪达斯、New Balance、Under Armour、匹克正在进行3D打印技术批量生产鞋中底方面的竞争。
如今,以粘结剂喷射技术(binder jetting)而被业界所熟知的德国voxeljet-维捷宣布推出HSS-高速烧结设备,这一设备目前可用于尼龙12或TPU材料的高速制造。
voxeljet的HSS高速烧结设备目前是基于其成熟的VX200的设备平台上的,其中的HSS高速烧结技术是由霍普金森教授研发出来的,voxeljet通过Evonik(赢创)和Loughborough大学获得专利授权。
HSS高速烧结速度100倍于SLS激光烧结,当前的SLS激光烧结机通过一个单点激光熔化粉末状塑料聚合物,这使得生产效率受到一定的制约,霍普金森采用红外线灯和喷墨打印头来代替激光的解决方案。打印头快速准确地将材料传送到粉末床上。在HSS加工过程中,喷墨打印头将黑色的红外辐射吸收油墨沉积在热塑性粉末床上,然后红外灯加热粉末,导致塑料粉末颗粒熔化,从而固化每一层的形状,这比激光烧结速度快很多。
HSS被认为是降低SLS零件成本的手段,以使3D打印与诸如注塑等大规模制造技术具有竞争力。通过更换SLS中使用的昂贵的激光器并增加机器的生产能力,可以达到与注塑成型竞争的成本和速度来制造塑料零件。
该工艺的温和加热打开了广泛的材料,如弹性体和其他塑料。此外,HSS可以使用100%的回收粉末,而不会导致粗糙的表面,加工过程中也不需要富含氮气的环境。