聚合物增材制造市场前景广阔，高性能复合材料和阻燃材料将成为主力军

导读：如今，3D打印领域内出现了各种不同的技术，例如立体光刻技术、材料喷射技术、选择性激光烧结技术等，这些技术可以被应用到汽车、航空航天以及医疗和牙科等不同的行业。然而，在大多数情况下，3D打印所使用的材料更为重要。因为，一项技术无论多么复杂，没有适当的材料，都无法发挥作用。

近年来，粉末聚合物的增材制造受到越来越的制造商的重视，AM Polymers公司就是其中的一家典型代表。该公司已经成为行业内成熟的合作伙伴和生产商，业务范围涉及聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚氨酯或甚至聚对苯二甲酸丁二醇酯等。

在SmarTech Anaylsis今年发表的一项关于聚合物在汽车工业中使用的研究中，再次有力地强调了增材制造材料的可能性和优势。值得注意的是，在未来要停产的内燃机生产方面，预计到2030年，主要的汽车制造商将把用聚合物生产的零件数量从150万个增加到约600万个3D打印零件。这意味着，汽车行业的目标领域，如最终使用的零件、生产的配套设备，如夹具、特定的工具或装配辅助工具，将更广泛地使用聚合物制造。这将导致该领域的材料销售额从2022年的8000万美元增加到2030年的6亿美元。然而，聚合物粉末的应用清单很长。例如，你可以发现它们被应用到消防员泡沫喷嘴的顶部，其中几何形状调整的结构可以提高性能——通过使用聚丙烯/聚对苯二甲酸丁二醇酯。在消防领域的其它方面，聚对苯二甲酸丁二醇酯也可以被用来生产消防车的电子外壳。

△PA12再生粉末ROLASERIT® PA12-04RGR001具有与PA12原生粉末几乎相同的机械性能和刷新率，用于可持续的零件生产（图片来源：AM聚合物公司）

AM Polymers聚合物粉末的优势

众所周知，在可持续发展方面，增材制造有许多优势。然而，材料的重要性也不能被低估。特别是在最近几个月，AM Polymers公司的团队在PA12的可回收性方面取得了巨大成功。得益于一种特殊的改进，它可以被重复使用，刷新率为50%，而不必添加新的粉末。当使用这种聚酰胺粉末（有黑色和白色）时，最终的3D打印部件具有出色的质量，没有任何重复使用材料的迹象。然而，这种方法的好处并不局限于提高可持续性，因为用户也可以因此在成本效率方面获得巨大的好处。例如，如果将PA12的50%的刷新率与TPU的10%的刷新率直接进行比较，那么与PA12相比，20升的尺寸可以确定43%的成本效率，72升的尺寸则高达96%。

用户体验的另一个优势与增材制造设计（DfAM）有关。无论是快速成型、模具、生产辅助工具，甚至是系列零件--如果你专门处理后续使用粉末基增材制造工艺的设计，那么你会发现，除了成本优势外，3D打印零件的性能也能使人受益。许多用户可能无法直接判断为粉末基聚合物的优势在于后处理。脱粉是一个不可避免的加工步骤，在这个步骤之后，由于使用了聚合物粉末，零件具有明显的质量。近年来，AM Polymers公司与AMT和专门从事后处理的LuxYours公司密切合作，发现经过蒸汽平滑处理后，3D打印部件不仅在视觉上看起来与注射成型部件无异，而且具有独特的特性，如透明度或光泽。

△聚氨酯粉末ROLASERIT® TPU01NIR能够生产出浅色的、因而可着色的柔性部件（图片来源：AMP)

在我们大致了解3D打印粉末聚合物能够提高企业效率之后，还值得具体研究一下材料的创新。除了众所周知的注塑类聚合物材料外，阻燃类材料的重要性也不容忽视。因此，AM Polymers 专门研究了对明火具有极大抵抗力的材料。值得注意的是，这涉及名为ROLASERIT® TPU01FR 的 TPU 粉末，将于今年的Formnext展会上开始销售。任何熟悉 TPU 粉末处理的人都知道这种材料可能会产生有害的烟雾，甚至材料会被激光分解。但 ROLASERIT® TPU01FR 的情况并非如此，这是一个很大的优势，特别是对于关注机器构建容量的公司而言。事实上，ROLASERIT® TPU01FR 粉末不会产生火焰，而标准化材料则不然，这也说明使用起来更安全。此外，这种几乎没有任何老化效应的热塑性聚氨酯与其他 TPU 粉末相比具有更强的流动性，而且在加工方面，AM PolymersROLASERIT® 产品也更容易做到这一点。

未来聚合物材料将带来哪些优势？

除了TPU01FR，AMPolymers将于2023年初推出另外三款阻燃聚合物粉末（PP01FR、PBT01FR和PA11-01FR）。所有这些粉末材料不仅不含卤素，而且符合UN-ECE R118.03，附件7和8消防安全标准。此外，明年还将根据消防安全标准UL94进行进一步测试，并进行其他测试，以便它们可以用于各个领域。所有这些材料均供售后市场批量使用。

△直接对比：标准塑料（左）和阻燃TPU01FR（右）

早在 2021 年初，AMPolymers 就以其 PBT 和 PA11 作为增强碳纤维变体丰富了市场。这种复合聚合物可用于传统注塑成型市场，在该市场中，部件需要更高的温度和机械强度。特别是在通过 3D 打印生产最终用途应用时，AM Polymers 的 PA6、PP 和 PA12 碳纤维粉末提供了高达 7300 MPa 的极高刚度，随后极大地限制了这些材料的变形。要了解有关 AMPolymers 材料的更多信息，请访问位于 Formnext 11.1-E36 展位的材料制造商或单击此处（https://www.am-polymers.de/）。