回收SLS 3D打印尼龍廢料，重新打印零件，Stratasys選擇性紅外熔融技術(shù)革新

2024年10月19日，南極熊獲悉，3D打印領(lǐng)軍企業(yè)Stratasys開(kāi)發(fā)了選擇性吸收熔融（SAF）平臺(tái)以解決3D打印的材料浪費(fèi)問(wèn)題，有望顯著改善3D打印的環(huán)保性能。



粉末3D打印的浪費(fèi)問(wèn)題

在各種3D打印技術(shù)中，聚合物粉末床系統(tǒng)因"新粉率"要求而產(chǎn)生大量浪費(fèi)。未燒結(jié)的粉末經(jīng)過(guò)打印循環(huán)后，重復(fù)使用次數(shù)有限。為維持打印質(zhì)量，通常需要將高達(dá)50%的使用過(guò)的粉末與新材料混合，剩余部分則被廢棄。目前，這種材料浪費(fèi)已被納入粉末床打印的經(jīng)濟(jì)考量中。然而，考慮到尼龍粉末平均成本為50美元/公斤，大規(guī)模使用該技術(shù)的企業(yè)每年僅因材料浪費(fèi)就可能產(chǎn)生高達(dá)六位數(shù)的額外支出。

更令人擔(dān)憂的是環(huán)境影響。生產(chǎn)1公斤尼龍粉末約產(chǎn)生8公斤二氧化碳當(dāng)量。根據(jù)增材制造研究數(shù)據(jù)，2023年尼龍粉末總出貨量為6300公噸，相當(dāng)于50000公噸二氧化碳當(dāng)量排放，等同于12000輛汽車每輛行駛10000英里的排放量。鑒于平均25%的材料被浪費(fèi)，減少經(jīng)濟(jì)和環(huán)境成本的壓力日益凸顯。

SAF技術(shù)：將廢料轉(zhuǎn)化為零件

Stratasys通過(guò)SAF平臺(tái)提出了一個(gè)創(chuàng)新解決方案，有望大幅提高廢料回收率。該技術(shù)利用獨(dú)特的設(shè)計(jì)元素和先進(jìn)的紅外（IR）熔融策略，與惠普的多射流熔融（MJF）工藝有所不同，SAF技術(shù)克服了粉末多次打印循環(huán)后分子結(jié)構(gòu)變化帶來(lái)的挑戰(zhàn)。其關(guān)鍵在于采用單向打印架，確保打印床上每個(gè)位置經(jīng)歷相同的涂層、加熱和冷卻時(shí)間間隔，從而實(shí)現(xiàn)一致的熱輸入和均勻收縮。這種對(duì)熱環(huán)境更高程度的控制使SAF能夠有效整合其他技術(shù)無(wú)法利用的廢棄尼龍粉末。


△ 一個(gè)使用Stratasys的SAF 3D打印技術(shù)制造的部件

更環(huán)保、更經(jīng)濟(jì)的3D打印

實(shí)踐中，SAF平臺(tái)為用戶帶來(lái)兩大優(yōu)勢(shì)：首先，SAF系統(tǒng)用戶將減少材料浪費(fèi)，從而降低整體材料成本。SAF系統(tǒng)可以重新利用其他粉末床技術(shù)的廢棄粉末，為尋求最小化環(huán)境足跡同時(shí)保持生產(chǎn)效率的企業(yè)提供理想解決方案。

西班牙的Wehl Green等多家試點(diǎn)客戶已經(jīng)使用激光燒結(jié)打印機(jī)回收的廢棄聚合物粉末生產(chǎn)零件和工具，并對(duì)打印零件的表面光潔度和機(jī)械性能給予積極評(píng)價(jià)。基于這些反饋，Stratasys有信心SAF系統(tǒng)及廢粉打印升級(jí)功能將在市場(chǎng)中占據(jù)獨(dú)特地位。

Stratasys內(nèi)部已經(jīng)進(jìn)行這個(gè)項(xiàng)目多年。隨著增材制造行業(yè)調(diào)查顯示可持續(xù)性日益成為3D打印用戶的高優(yōu)先級(jí)問(wèn)題，公司決定在2024年法蘭克福國(guó)際精密鑄造及3D打印展覽會(huì)（Formnext 2024）上正式推出廢棄PA12粉末重新打印的功能。這一創(chuàng)新不僅有望大幅降低3D打印的環(huán)境影響，還將為企業(yè)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益，標(biāo)志著3D打印技術(shù)向更可持續(xù)發(fā)展邁出了重要一步。