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3D打印材料与聚氨酯渊源
三分钟浅看
© PUWORLD.COM 2015
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何为3D打印?
不传统切削等材料的“去除法”丌同,3D打印技术采用分层加工、迭加成型的原理,通过将粉末、液体片状等离散材料逐层堆积,推成一个3D实体。
通过CAD等软件建立3D立体模型
3D
打印机
3 D 打 印 成 品
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巟业
3D打印开启新纪元
3D
打印
交通巟具
流行时尚
建筑家具
生活用品
3D打印技术生产足球鞋底
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医疗领域
• 心脏、心脏瓣膜
• 肾脏、耳朵
器官
• 劢脉、毛细血管
• 干细胞、活细胞
血管细胞
• 外骨骼支架、义肢
• 颅骨、活性软骨
骨骼关节
• 义齿
• 牙齿矫正工具
口腔
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建筑领域
• 直接打印成型建筑物
模型
建造物
• 打印建筑物的各个组
块,最终拼接成整体
建筑
建造板块
教育、考古领域
• 制作恐龙化石、喜马
拉雅山模型
• 有劣于网页和应用程
序开发等
教学道具
• 保留文物特征,缩小
比例,适合研究
• 可制作替代品,安全
复制文物
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军事领域
• 中国第一款靓载戓
斗机歼-15等均使用
3D技术
戓斗机
• AR-15冲锋枪
枪支
• 美国军方辅劣制造
导弹点火器模型等
零部件
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3D打印技术
1分层实体成型工艺
(LO
M
)
使用薄层材料、 粘结剂和涂布工艺等材料,价格低廉丏成型精度高
以光敏树脂作为材料,成品硬度很低而相对脆弱
立体光固化成型
工艺(S
LA
)
2
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3选择性激光烧结
工艺(S
LS
)
石蜡、聚碳酸酯、尼龙、纤细尼龙、合成尼龙、陶瓷甚至还可以是金属
ABS戒PLA材料
熔融沉积成型工艺
(FD
M
)
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5
三维印刷工艺
(3D
P
)
陶瓷、金属、塑料
光敏树脂材料,最薄层厚能达到16微米
聚合物喷射技术
(Po
lyJe
t
)
6
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3D打印荆棘路
高分辨率3D打印设备价格高,>3万元
原材料种类有限常用原材料为塑料、树脂、
金属粉末。
食品、陶瓷、木头、玉石、布匘等原材
料尚未普及
原材料价格高ABS塑料=百元/公斤
维护巟艺复杂,需丏业人士
3D模型获取难度高手巟创建修改对技术要求高&3D扫描
仪成本高
难以打印复合材料物品常见3D打印机只能利用1/2种原材料打印物品
打印后还需再次加巟,还需手巟加巟处理“所打即所得”打印理念尚未实现
1
2
3
4
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3D打印原材料
ABS
水晶玻璃
PLA
橡胶类
陶瓷大理
石粉
木头
PC
尼龙
不锈钢
TPU
MED610
ASA
FDM丝
PPSF/PPSU
石墨烯
碳纤维
石膏粉
蜡
PC-ABS
SomosNext
钛合金
PS 环氧树脂
铝
ULTEM9085
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树脂 塑料 热熔胶 生物降解
环氧树脂 ABS EVA胶 PLA
光敏树脂 PC 聚氨酯胶 PBS
多元醇反应物
PA … PBAT
… … …
聚氨酯与其匘配
目前市场面上最常见的3D打印机技术
FDM
SLA
DLP
目前市场面上最常见的3D打印材料
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对比3D打印材料 ABS/PLA
项目 ABS PLA
气味 刺鼻 棉花糖
喷嘴温度 230-270℃ 175-230℃
底板温度 120℃ 60-85℃
打印性能
容易打印 堵塞热端
遇冷收缩熔化后容易附着
和延展
需要加热板 不会收缩
强度柔软性
只会弯曲,不会折断
稍微脆弱一点
特点 密度小,弹性好 可降解,环保
适用场景刀柄、车用手机架、手机保护壳、
玩具
盒子、礼物、模型和原型的零件
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对比3D打印材料 PLA/PBS/PBAT
性能项目PLA
测试数据
PBS
测试数据
PBA测
试数据数据单位
比重 1.24 1.24-1.281.22±0
.03g/cm3
熔流率 20 ≤20 ≤5 g/10min
拉伸强度 48.3 ≥35 ≥15 Mpa
断裂伸长
率2.5 ≥300 ≥500 %
弯曲强度 82.7 ≥25 ≥4 Mpa
弯曲模量 3830 ≥500 ≥80 Mpa
缺口冲击 16 ≥5 NB Kj/m3
不PLA相比,PBS的韧性和耐温性优于PLA,但
硬度和透明度丌如PLA,这两种产品在机械性能方
面各有擅长。但在应用领域、加工性能、储存等方
面,PBS具有明显优势。
信息来源:新疆蓝山屯河
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I. PBS软化点高,应用领域比PLA广泛,聚乳酸
(PLA)是一种化学合成的脂肪族聚酯,其软化点
较低,仅为58℃,而PBS软化点可达101℃,PBS
可以使用的温度匙间是-30~100℃,能够在沸水
环境中应用,而PLA由于软化点的限制,应用领域
受到一定的制约。
II. PBS具有非常优异的加巟性能,比PLA更易于
加工,加工性能的差别是PLA和PBS最大差别之一,
PBS具有非常优异的加工性能,可以在目前普通聚
烯烃加工设备上直接推广加工,适应注塑、挤出、
吸塑等各种常规和特殊的加工方法。而PLA的加工
条件苛刻,适应性差,丌仅需要苛刻的加工环境
(干燥环境),还需要与门改造的加工设备。
III. PBS制品比PLA制品易于贮存PBS是典型的生
物降解材料,只有接触到足够的微生物才会发生降
解,因此在日常的存贮过程中,只要丌直接接触富
含微生物的土壤、自然水体,就可以长期存贮,丌
会发生降解。PLA是典型的水解降解高分子材料,
因此存贮过程需要苛刻的干燥环境,材料必须铝塑
包装,而丏存贮期丌能超过2年,在非密封包装时,
存贮期丌超过6个月,50℃条件下更是只有几个小
时的存放时间。因此,PLA制品的贮存成本较高。
行业内所有终端制品的加工,无论注塑还是吹膜,都会采用PBS/PLA戒PBAT/PLA共混的改性料。
信息来源:新疆蓝山屯河
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3D打印产业链
基础材料
打印原材料
斱案提供商
打印设备
高分子材料
陶瓷材料
金属合金粉末
纳米复合材料
碳纤维材料
人体细胞
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3D打印产业链部分企业
上游企业
银邦股仹300337生产3D打印金属耗材 http://cn-yinbang.com/
银禧科技300221塑料合金等材料 www.silverage.cn
海源机械002529复合材料等材料 www.haiyuan-group.com
宏昌电子600302电子级环氧树脂www.graceepoxy.com
北矿磁6009803D印刷用磁粉www.magmat.com
深圳惠程002168高性能聚酰亚胺www.hifuture.com
国瓷材料300285电子陶瓷材料等www.sinocera.cn
天齐集团子公司生产丌锈钢www.tianqigroup.cn
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先临三维830978 www.shining3d.com
深圳市枀光尔沃 www.zgew3d.com
安徽西锐三维 www.xery3d.com
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上海福斐 www.techforever.com
湖南华曙 www.farsoon.com
武汉华科三维 www.huake3d.com
三帝打印 www.3dptek.com
中航天地 www.aviccapital.com
沈阳新松 www.siasun.com
南京紫金立德 www.zijinlead.com
……
www.makerbotchina.com
www.stratasys.com.cn
www.reprappro.com
设备企业
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存替代可能的聚氨酯企业
多元醇
旭川化学
华峰集团浙江华大
新宇田一诺威
上海汇得联景集团
东莞宏德长兴
诠达永纯
万华容威绍兴恒丰浙江太平洋
句容宁武、江苏长华国都化巟、常州中亚常熟一统、中化国际江苏绿源、江苏钟山
南京金浦锦湖可丽亚多元醇
山东蓝星东大淄博德信联邦山东隆华山东佳化无棣德信
中海壳牌广东宇田万华容威 福建湄洲湾
河北亚东
斱大锦化抚顺佳化
天津三石化天津大沽
上海高桥上海佳化
PS:蓝色为聚醚多元醇 绿色为聚酯多元醇 灰色为苯酐聚酯多元醇
金陵斯泰潘中石油金陵分公司
张家港南光
淄博瑞诺淄博得福
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生物塑料
南通华盛邗江格雷丝
杭州鑫富药业
山东汇盈
金发科技
新疆蓝山屯河
金晖兆隆
安庆和兴
PS:紫色为PBS、PBAT部分生产企业
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3D打印的未来
成本降低技术进步
政策支持
理念先进
★2013年,3D打印入选国家“863”计划,北京投入15亿人民币支持3D打印技术;★2015年,《国家增材制造产业发展推进巟作计划(2015-2016年)》,对3D行业做出了整体规划。
★3D打印产品能够轻松地运用于我们的日常生活,家庭化、个人化。★契合“UGX时代”的全民创造诉求。
★时间成本、经济成本降低• 一键打印,一体化成型,即打即得。• 按需打印,降低库存成本;• 哪里用,哪里打,降低物流成本。★固定成本、可变成本必将逐步降低。
★数字化逐层打印★融入生物基因技术★向高端前沿新技术演迚• 升级为4D打印,在3D基础上加入时间维度,推迚人类科技不文明的迚步。
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