99%的零件密度！？BOND3D的无空隙PEEK 3D打印技术是什么

导读：在Formnext 2021上，荷兰3D打印初创公司Bond3D向全世界展示了一种无空隙3D打印技术。

据悉，Bond3D成立于2014年，自称是业内第一家能够使用高性能聚合物（如 PEEK）3D打印功能性最终用途部件而不会失去材料固有特性的公司。

△使用Bond3D技术制成的3D打印PEEK样品。照片来自Bond3D。

与传统的FFF不同，Bond3D的专利技术是一种压力控制的挤出工艺。据报道，打印的最终部件密度超过99%。并且，由此产生的各向同性部件保留了其基础材料的整体特性，很像通过注塑成型生产的部件。

3D打印PEEK的挑战

PEEK是PAEK（聚芳醚酮）高性能聚合物系列中最著名的热塑性塑料之一。将高强度和生物相容性与耐化学性和出色的热稳定性相结合，这种万能材料几乎可应用于所有关键行业。

△传统FFF（左）与Bond 3D技术（右）3D打印部件的微观结构。图片来自Bond3D。

然而，PEEK在保持其机械性能的同时难以3D打印。由于传统打印喷嘴的圆形形状，挤出的相邻PEEK层之间的接触面积往往有限。这会导致零件内形成空隙，这意味着3D打印的PEEK组件的密度始终低于它的散装材料对应物。根据Bond3D的说法，传统的PEEK 3D打印机通常只能达到85%左右的零件密度，导致z方向的强度降低。

Bond3D无空隙3D打印

Bond3D声称可以解决这个问题，但它是如何工作的呢？本质上，压力控制的打印过程旨在挤压材料，直到填充之前打印线之间的所有空隙。Bond3D的系统可确保材料持续流动，直到喷嘴正下方熔池中的压力超过某个阈值，这是由施加在喷嘴本身的向上力产生的。一旦越过阈值，前面的层就已经完全粘合在一起，不需要再挤出更多的材料。

这种压力反馈系统最初使用通过检查驱动挤出机所需的电机电流来确定，但Bond3D团队发现这不精确。公司最终转而采用灵敏力传感器方案，打印头通过基于弯曲、无摩擦和无滞后的组件安装在机架上。该公司表示，它能够制造“几乎没有”微观结构空隙的部件，部件密度超过99%。

△截至今年，Bond3D已开发出第一套可用于生产的3D打印机。照片来自Bond3D。

根据打印试样的内部数据，1.4毫米的壁厚测得的屈服强度为99兆帕，气体耐压范围为115巴。除了增强打印PEEK部件的机械强度之外，材料的流体输送特性也有重大影响，这对于任何类型的管道或歧管组件都至关重要。

早在2019年，Bond3D就从总部位于英国的聚合物开发商Victrex那里获得了数百万欧元的投资，在2021年开发了八套生产系统后，现在准备将其技术推向市场。公司称，潜在用例列表涵盖了从航空航天和汽车到医疗植入物和电子产品的所有关键应用。

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参考阅读：

1. BOND3D ACHIEVES 99% PART DENSITIES WITH VOID-FREE PEEK 3DPRINTING TECHNOLOGY
2. Pressure tight parts for semiconductor production