3D Systems 颗粒挤出3D打印极具灵活性：大尺寸、高速度、适用多种材料！

大幅面聚合物3D打印市场在逐步扩大，尤其是具有工业机械臂的打印机。在 RAPID + TCT 2023 上，3D Systems Titan 业务发展全球总监 Brad Mount 介绍了3D Systems 3D打印大型聚合物部件的解决方案。



大型3D打印机的多功能性
3D Systems 的挤出打印机最大特点和优势就是“灵活性”。3D Systems 材料挤出机有两种尺寸可供选择，EXT 1070 Titan Pellet（以前称为 Titan Atlas 2.5），构建体积为 42” x 42” x 48” 和更大的 EXT 1270 Titan Pellet（以前称为 Titan Atlas 3.6），其构建尺寸为 50” x 50” x 72”。这两种打印机都主要依靠颗粒挤出技术，通过使用标准注塑成型颗粒提高打印速度并降低整体材料成本，从而打印大型零件。


△通过Titan Atlas 3D 打印的各种部件。

●多打印头提高灵活性：这两款打印机都可以配备最多三个工具头，包括用于长丝挤出打印头、第二个是颗粒挤出打印头、第三个是CNC铣削工具头，从而获得更好的表面光洁度。3D Systems EXT Titan 颗粒打印机可以使用多个挤出机，将水溶性支撑材料与聚合物一起沉积，或者可以将刚性和柔性材料组合在一起。对于具有三轴 CNC 铣削主轴的系统，可以在制造过程中的任何时间点进行铣削，以便可以在打印过程中或作业结束时对零件进行铣削，这大大提高了打印过程的灵活性。

Mount 说：“3D Systems与许多商业原始设备制造商以及国防界合作，将铣削与增材相结合。因为很多 DoD 站点的占地面积非常有限，所以将两台机器合二为一，不占用更多空间，是具有现实意义的。”

除了工具头的多种选择外，3D Systems 的 EXT Titan Pellet 打印机还可以换出多种不同的喷嘴，从 0.6 毫米一直到 9 毫米不等。如此大的喷嘴直径在普通桌面 3D 打印机上没有多大意义，但对于大型 EXT Titan Pellet 系列来说，在铣头将其削薄至所需尺寸之前能够非常快速地生产更厚的层。在 RAPID 上展出的一个部件是用于Tinker空军基地的钣金成型工具，该组件打印有 2 毫米喷嘴并配有主轴工具头，使工程师能够快速更换老化飞机的过时部件。


△用于Tinker空军基地的3D打印钣金成型工具。

●速度快：Mount在此次展会种还重点介绍了大型部件，例如大型 3D 打印风管，并将 EXT Titan Pellet 机器的制造速度与标准长丝挤出机的制造速度进行了比较，就风管模型而言，传统的熔融沉积建模用户估计可能需要三天时间，而 EXT Titan 则需要八个小时。

●支持多材料打印：除了打印机的绝对速度很快之外，EXT Titan Pellet 系列的一个关键亮点是能够使用各种材料进行 3D 打印，包括纤维增强高温塑料，如 GF-PEKK、CF-PEKK 和 CF-PEI 颗粒。3D Systems的大尺寸颗粒挤出打印机有别于许多其他大幅面聚合物打印机，这些打印机通常不会为此类材料保持足够热的腔室或喷嘴温度。一位客户使用 30% 的玻璃纤维增​​强 PEKK 3D打印了用于将多个金属部件焊接在一起的夹具。


△由高温增强塑料 3D 打印的焊接工具。

大型3D打印模具
Mount 展示的另一个新颖应用是一种模具，它具有内部孔隙，可增强真空成型的气流。传统的真空成型模具需要钻孔以吸入空气，从而在工具周围成型最终聚合物部件，而挤出3D打印出的零件具有固有孔隙率，无需钻孔即可提供热成型过程所需的真空。


△3D 打印的模具（左）和白色热成型部件（右）。


3D Systems 的材料挤压领域




3D Systems 进入材料挤压技术领域是经过深思熟虑的，当公司收购 Kumovis 和 Titan Robotics 时，它不仅仅是在扩展其机器产品组合以包括 AM 最流行的 3D 打印类别之一，此举也是与材料挤出领导者 Stratasys 等公司直接竞争的战略举措。

Stratasys 拥有一系列用于工业和航空航天原型制作和生产的长丝挤出机，而 3D Systems 现在已经解决了 FDM 发明者以前忽视的利基市场。借助Kumovis打印机，它已获得医学认可的3D打印护理部件；借助Titan打印机，它可以进行快速、大幅面的挤压。3D Systems目前具有极其独特的材料挤压打印机，可以解决非常具体的应用，而这些应用往往是其他制造商忽略的部分。