阿博格从工业塑料加工的角度开发出了全新的增材制造（3D打印）技术——阿博格塑胶无模成型技术（APF），并基于此技术开发了3D打印设备-freeformer，可灵活加工多种经认证合格的标准塑料颗粒。

© 阿博格（ARBURG）

 APF 技术的应用潜力

塑胶无模成型（APF）技术的潜力在于：

• 材料的多样化——无需预制材料，无需指定供应商采购
• 可用各种原材料生产——例如批准的特殊材料或预混料的加工。
• 多种材料及颜色的组合——可制作硬质/软胶材料结合的零件。
• 高品质的部件生产——制作过程通过熔融极小的料滴的堆积进行生产，生产部件的性能较好。

塑胶无模成型（APF）技术的行业应用方向：

l 用于制造需要坚固、可翻折、抗撕裂、密封性能等功能部件。

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l 用于生产系统的工装夹具件或零件，可配备软硬不同的触感表面。

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l 用于航空航天的小批量部件，阻燃，耐温等高性能零件。

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l 用于医疗行业的医用级材料制作的生物相容性产品或植入物。

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l 其他特殊预混料的应用，例如：下图是传导性材料预混料（带碳纳米管的ABS）：手动嵌入LED的直接接触。

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 APF 技术原理

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阿博格无模成型（APF）技术是在拥有长期注塑加工的经验基础上创新的一项增材制造技术。

简单说来，在这一技术中，塑料粒子被高温熔化为微小液滴。塑料液滴逐层涂覆形成成品。

APF是依附且产生于注塑技术，它与阿博格注塑技术的相同和不同点在于：材料制备和注塑机一样，适用标准的合格的塑料原料即可，但摆脱了模具的限制，是小批量部件生产的理想技术。

APF和普通的增材制造原理大同小异，即得到STL格式的3D CAD数据—通过软件将3D数据逐层切分成几何生产数据（包括产品来源，选择的材料，自动生成的支撑结构，切片），由freeformer 3D打印及进行逐层几何打印，最终完成制件。

基于以上原理，APF技术的具体生产流程为：

1. 通过螺杆的旋转抓取塑料颗粒
2. 如同注塑机一样，螺杆分三个区域，加热融化
3. 螺杆上的止回阀关闭，熔体材料的压力持续增大
4. 螺杆继续推动熔融材料向前
5. 压力迫使顶针(黄色显示)向上，如上图
6. 针触碰顶部的脉冲式阀门并使其激活
7. 脉冲式阀门迫使针头向下运动
8. 将熔融材料以液滴的形式推至打印平台上
9. 以最快为350滴/秒的速度快速打印
10. 逐层打印直至完成

开放的材料是AFP 技术的显著特点之一。该技术仅需要使用已经经过认证的标准塑料颗粒材料即可。用户可以使用多种常用的非强化塑料。内置的材料预处理装置可将颗粒融化，这一过程与注塑相同。

此外，基于AFP 技术的3D打印设备freeformner 还具有开放的系统。该设备全部的工艺参数可以自由设计—从逐层的几何形状分析，到材料的预处理，再到液滴的涂覆。

因为高度自由，所以在生产极具功能性工业塑料产品时尤为适合。

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3D打印行业透视@Formnext的本期被采访对象是voxeljet CEO Ingo Ederer博士。

图片：voxeljet CEO Ingo Ederer博士（左）；3D科学谷联合创始人Korinna Penndorf （右）。

About Formnext 

Q1. 贵公司Formnext展会上有哪些亮点？

A：voxeljet今年在formnext上的展台主要有两个亮点。一个是在我们现有的VX1000基础上做了改进，加工速度从每层通常60秒获得了明显的提升，现在我们能够实现每层12秒。这使我们能够在几个小时内打印大约300升的工作量。这使得工厂可以快速运转，尤其是我们用的粘结剂材料是无机粘结剂材料，从中出来的唯一“污染”是水蒸气。由于更严格的（环境）法规，欧洲的许多铸造厂被迫转向其他材料系统，从这个角度来说，voxeljet的技术确实是面向铸造未来的技术。

大多数汽车公司已经转向这种更加环保的材料，因此，voxeljet迎来了进入批量生产的市场机遇，我们计划在明年GIFA展会期间推出的大型生产机器相映衬的是，voxeljet今年还宣布了与其合作伙伴将粘结剂喷射3D打印技术应用于规模生产，从而将增材制造提升到新的水平。其合作伙伴为德国领先的汽车制造商，通过自动化3D打印复杂的砂模和砂芯，该生产线有望成为世界上首次汽车关键零件生产领域的集成增材制造解决方案，该项目将利用3D打印的砂芯来铸造关键发动机部件。这套系统明年正式商业化。

图片来源：voxeljet-维捷

另一个亮点是我们的高速烧结技术VX200，我们去年已经展示了这个类型的机器，但今年它增加了几个新功能，并配备了新的软件。非常重要的是速度的提高，再次从每层约35-40秒提高到不到20秒每层的加工速度。与voxeljet一直以来所专注的铸造业砂模与熔模解决方案不同的是，高速烧结工艺针对的是与注塑行业相竞争的应用领域，在实际应用中，可以制造多功能和功能完整的原型，例如支架、带扣、鞋底和用于最终用途的其它功能部件，以及汽车内饰件和产品包装等领域。

图片：VX200制造的塑料制品，来源voxeljet-维捷

About Business 

Q2. 在您的公司，今年的3D打印业务与去年相比的业绩是怎样的？

A：今年voxeljet的服务业务做得特别好，我们有两条业务线。一个设备的销售服务业务，一个是根据市场需要的按需打印服务业务。按需打印业务在全球范围内表现非常出色，设备销售虽然表现的还可以但我们认为可能更好。我们也在探索其他的业务模式，例如为客户提供现场服务，这是一个发展方向。

总体来说，应用端行业正在越来越多的采用我们的3D打印技术，并开始将其视为某些应用的标准配置。

图片来源：voxeljet-维捷

此外，我们还利用我们的技术开发了几种新的应用，例如今年在苏黎世的瑞士DFAB工厂可以看到的混凝土铸件。一个非常漂亮的建筑。这样大型的混凝土浇铸物也是用voxeljet设备所生产的模具制造的。

因此，每天都有可能出现全新的应用出现。从我的角度来看，我不得不说它从未如此多样化，如此活跃，如此多的机会。这也非常有趣和具有挑战性。

About Challenges 

Q3. 当前贵公司3D打印相关的业务所面临的主要挑战是什么？

A：主要的挑战是实现从小批量生产转移到批量生产。我们正在努力实现这一目标，但我们需要认识到，批量生产的要求在很多方面都是完全不同的。在再现性，质量，维护和服务，系统的可靠性方面，这些都需要严格的满足。此外，客户需要采用某种方式来理解和驾驭增材制造技术，增材制造与传统制造方法不同，双方都有一段路要走。我认为我们正走在正确的道路上，但还没有完成，这可能还需要3到5年的努力。

About the industry

Q4. 关于3D打印行业的发展，您怎么看待2018年的发展情况，您觉得站在行业发展的角度，今年主要的发展以及障碍有哪些？（从市场，应用，技术的不同角度来看）

A：虽然直接金属3D打印吸引了很多目光，我们也认为直接金属3D打印对于原型，小批量生产以及航空航天领域的某些特定应用很重要。但人们需要认识到并非所有应用都可以用它来解决。

市场是不能依靠对于直接金属3D打印的过度炒作而运行的，我希望市场能够从对直接金属3D打印的关注中冷静的看到voxeljet所代表的间接制造方式的好处，这是与传统铸造技术相衔接的制造技术。特别是在谈论更大的金属零件和更大的制造数量时候。我们希望客户能够改变看待事物的方式，以更开放的心态去尝试其他方式的可能性。不要认为直接金属3D打印尚未准备就绪，就放弃其他方式的尝试，我们相信是多种不同的3D打印技术共同发展来推动增材制造的应用发展。

About the future of AM

Q5.  您个人或者您公司对与未来5年增材制造行业的发展看法如何？

A：在未来五年内，voxeljet将在不同的应用领域看到3D打印技术更深入的进入到生产领域。当然，正如您所见，最明显的是航空航天业，毫无疑问，我们将看到越来越多的航空零件以不同的方式完成3D打印。

在汽车行业，我们可能会看到更多产品从传统制造方式转向数字化制造方式。这样的好处是显而易见的，而在接下来的五年中，我们也将看到许多塑料部件也大量的通过3D打印技术实现生产。

您将看到许多有趣的发展，材料异构，功能结构一体化的零件，电路和控制装置无需额外组装，更多的颜色……我认为未来5年将非常有趣。

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当时这份专利让人感觉这一切的描述有些超前，毕竟3D打印的可靠性，质量都并不尽如人意，更何况要满足严苛的航空航天领域的安全性以及阻燃性要求。

然而，如今3D打印的确已经在悄然改变航空航天备品备件领域的供应链体系。

对于塑料3D打印技术来说，根据3D科学谷，目前最常用的塑料3D打印材料包括如下两种：

-- 热塑性聚醚酰亚胺（PEI）

FDM熔融沉积3D打印工艺

Stratasys提供的ULTEM 9085，这种性能卓越的热塑性塑料在可靠性方面拥有良好口碑，具有完善的热学、机械以及化学性质，使其成为许多高级应用的首选。满足FAA烟雾和燃烧的规定，对于飞机组件，ULTEM 9085符合对文件记录和可跟踪性的严格采购要求，可以用于打印复杂的曲面，能根据机身内部结构进行合理设计，更重要的是节约经费。

ULTEM 9085 是一种 FDM 热塑性塑料，因其 FST 评级、高强度重量比以及现有认证，成为了航空航天、汽车与军事应用的理想之选。 设计和制造工程师能用它 3D 打印高级功能原型以及生产零件。

ULTEM 9085 塑料将 3D 打印的用途延伸到要求良好的耐热及耐化学性的应用。 高级应用包括功能性原型、制造工具以及小批量高价值生产部件。

图片：Stratasys为空客A350打印的零件

应用方面，空客选择了Stratasys Direct Manufacturing生产用于A350 XWB飞机的3D打印塑料部件。在2015年，Stratasys已经为空客A350打印了零件，并将通过各项认证，从而被纳入空客的供应链。

-- 阻燃尼龙

SLS选区激光烧结工艺

3D Systems提供的DuraForm® ProX® FR1200，这是一种阻燃尼龙材料，满足FAR 25.853（美国航空管理条理-运输类飞机-机舱内部实施条例）标准，比一般的航空塑料轻10%。使用SLS技术，不需受注塑成型设计的约束，能够优化设计以达到最佳目的，并具有优化的强度与重量比。DuraForm ProX FR1200还满足AITM烟密度和毒性测试的标准，并且拥有消费品UL认证。

图片来源：3D Systems

航空公司方面，不仅仅是视频中的阿联酋航空公司，在国内东方航空技术有限公司也在通过3D打印技术改变其备品备件的获取方式。

东方航空技术有限公司的增材制造实验室利用满足FAA和CAAC25部相关要求的ULTEM 9085材料，搭配Stratasys的Fortus 450mc工业级3D打印机使用。中国东方航空由此成为国内第一家将3D打印的客舱内饰件应用到商用客机中的航空公司。通过3D小批量打印，中国东方航空解决了过去易损零件订货周期长、成本高的问题，同时保障了公司机队的安全飞行，提高了旅客的乘坐体验。

增材制造实验室促成了东方航空技术有限公司的业务转型，从仅仅提交需求到部件设计再到生产。实验室开发了很多客舱内部件，包括座椅扶手、门把手盖板、行李架锁扣、电子飞行包支架和报架。

3D科学谷认为，3D打印将逐渐与航空航天备品备件市场发生深度结合，并改变这一市场的供应链体系。航空航天领域的零件数量庞大、种类复杂，通过3D打印技术不仅仅满足了“随时随地”获得备品备件的灵活性，还节约了这些公司保有大量备品备件的成本，简化库存管理和减少异地运输的需求。

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当前3D打印行业应用显著，已经实现在重点制造（航空、航天、船舶、核工业、汽车、电力装备、轨道交通装备、家电、模具、铸造等）、医疗、文化、教育等四大领域的规模化应用。日前，运输和基础设施、能源、环境科学与气候变化研究也被纳入3D打印领域。同时全球范围内新一轮科技与产业革命正在萌发，世界各国纷纷将增材制造作为未来产业发展新增长点，推动增材制造技术与信息网络技术、新材料技术、新设计理念的加速融合。未来，3D打印将迎来巨大的发展机遇。

当前在3D打印市场逐浪的玩家，除了专业的新兴增材制造企业，还有不少其他行业的佼佼者。实力雄厚的科技公司，传统的2D打印机或相机制造商，都有能力推出面向该领域的产品或服务项目，有的甚至将其发展为主要业务，进而实现自身转型。近几年，又有一股新的力量注入3D打印蓝海，表现十分抢眼，这就是拥有得天独厚优势的化工巨头。

--瓦克化学：改进材料，使之适用于3D打印，进而推出打印设备

2015年，历史悠久的德国瓦克化学开发出一种可以把硅胶改造成3D打印材料的技术，打开了医疗、汽车零部件、眼镜等行业的增材制造市场。不过，瓦克化学并不满足于仅仅做一个材料提供商。一年以后，该公司便推出了适配此类材料的专业硅胶3D打印机，在增材制造产业又进一步，展现出设备制造商的潜质。

--伊士曼化学：与3D打印材料商、设备商广泛合作，顺利进入市场

以生产特种聚酯著称的美国伊士曼化学早在2013年便关注3D打印市场，并与荷兰3D打印设备制造商HelianPolymers达成合作，推出性能优越、环保而美观的桌面级3D打印机线材。2015年，伊士曼化学又牵手另外两家著名3D打印线材与设备商，研发全新线材产品。公司通过与这些业内强者联合，降低了打开市场、获得认可的难度。巴斯夫：材料与技术并重，收购专业线材商，丰富产品种类

--巴斯夫：材料与技术并重，收购专业线材商，丰富产品种类

作为世界最大的化工产品制造与销售商之一，实力雄厚的德国巴斯夫走的是材料与技术兼顾的道路。例如2015年巴斯夫与生物打印公司Poietis达成的合作，便意在完善巴斯夫的3D打印皮肤模型，并改进其生物3D打印技术。当然，成功的收购也是增强公司实力的重要途径。2017年8月，巴斯夫完成了对荷兰3D打印材料商Innofil3D的收购，丰富了自身的产品种类与组合。

--皇家帝斯曼：强强联手，实现从原材料提供商到专业材料制造商的跨越

皇家帝斯曼是来自荷兰的化工巨头，该公司虽然涉足3D打印市场多年，但之前一直扮演原材料提供商的角色，服务专业的3D打印材料生产商。2016年，皇家帝斯曼与著名化工产品经销商NexeoSolutions携手，开始直接面向3D打印终端客户推出3D打印线材，扩大了对产业链的控制权。

总部位于美国的NexeoSolutions是全球最大的化学品与塑料经销商之一。2016年，该公司为3D打印线材开设了专门的网站NexeoSolutions3D，销售皇家帝斯曼生产的两种线材。这是NexeoSolutions步入3D打印市场的开始，它将以此积累这一领域的市场信息与经验，为扩大业务做准备。

--科思创：与制造商合作，推出新型3D打印材料

科思创是全球领先的高级聚合物和高性能塑料生产商。两年前，与总部位于上海的Polymaker联手打造了新型聚碳酸酯3D打印生产线、Polymaker PC- plus和Polymaker PC- max，专为小型3D打印机设计。随着合作的不断深化，又推出的新型材料U1000和U0174D，用于挤压型3D打印。

当前，化工巨头大多选择与3D打印领域成功的材料商与设备商合作，这减小了其进入新市场的阻力。不过，强化自家产品与技术才是制胜的根本之道，随着专业能力不断提升，化工巨头们甚至开始了对专业3D打印企业的收购，深刻影响着整个产业的格局。

3D打印逐渐发展成国际热点，从应用端发力，“3D打印+”正在成为一种趋势。据预计，到2020年，增材制造产业年销售收入超过200亿元，年均增速在30%以上。实际上，2017年我国3D打印产业规模将达到173亿元，未来几年中国3D打印市场年均增长率将超40%，到2018年有望突破250亿元。此时，行动计划的出现明显让更多的3D打印企业看到了新的曙光。

来源：中国涂料在线
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首先来看7款FDM线材 — 其中最抢眼的是LEXAN EXL AMHI240F。它是SABIC公司以其现有的LEXAN EXL聚碳酸酯（PC）为基础开发的，主要优点是强度高、韧性高、低温延展性好，目前提供1.79±0.05毫米线径，但只有黑色，在欧洲和美国均有售。值得一提的是，它虽然针对Stratasys的Fortus打印机进行了优化，但也能用于其它品牌的打印机。

另外6款FDM线材也是SABIC公司以其现有的材料（聚醚酰亚胺PEI树脂、CYCOLAC ABS树脂和PC树脂）为基础开发的，同样针对Stratasys的Fortus打印机做了优化，但仅在欧洲有售。

再来看8款针对大尺寸3D打印的材料 — 它们同样是SABIC公司以自己现有的4种无定形树脂（ABS、PPE、PC和PEI）为基础开发的，但通过添加碳纤维和玻璃纤维得到了增强，所以低温流动性更好，在恒定压力下更不易变形，比结晶树脂收缩率更低，应用目标是模具、航空航天、汽车、国防等行业。

值得一提的是，为证明这些材料的性能，SABIC还特意用它们打印了一个游艇船体部分。它由外壳和内部支架组成，前者是用碳纤维增强的PPE打印的，后者是用碳纤维增强的PEI打印的。

好消息是，SABIC表示还会继续推出更多3D打印材料，包括用于SLS（选择性激光烧结）技术的聚碳酸酯（成品密度可超过96%）；具有高度生物兼容性的聚碳酸酯和PEI线材，以及EXTEM热塑性聚酰亚胺线材。

来源：新奇谷

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而惠普不会孤单，其他大公司包括美泰，东芝，宝丽来，联想，佳能和米其林有望加入3D打印行列。

Carbon 3D一直对外声称其设备要生产注塑的表面质量，并具有工程塑料的力学性能。

而另外一家叫CloudDDM的公司，在位于肯塔基州Louisville的工厂里安装有配有自动化的100台3D打印机，用于制造一次性零部件，或批量制造同样的零部件。3D科学谷与CloudDDM的沟通了解到该工厂打印的产品全部是塑料产品。

的确，正如下图所示，生产小黄鸭的方法有两种：一种是注塑生产工艺，一种是3D打印工艺，二者的平衡点随着3D打印工艺速度的提升而呈右移趋势。

3D打印与注塑竞争的可能性有多大？无疑，注塑工艺的优势在于大批量，而3D打印的优势在于小批量或者是用于非常复杂的设计。目前，要替代掉注塑工艺，3D打印的发展空间要么是小批量简单设计，要么是大批量非常复杂的设计。

图片来源：sculpteo

图表参考资料Tim Caffrey, Wohlers Associates

而3D打印技术要想在小批量简单产品的生产工艺上取得一席之地，就需要在打印价格方面更便宜。3D打印技术要想在大批量复杂产品的生产工艺上获得比注塑工艺更大的优势就需要打印速度更快。

的确，很多研究与开发都在幕后安静的进行，媒体无法获得报道，而没有被报道的技术极有可能已经具备与注塑工艺正面竞争的能力。

而推动塑料3D打印技术进入生产领域的将不仅仅是设备厂商，材料方面像陶氏化学公司，巴斯夫，帝斯曼和沙特基础工业这些大企业一直在幕后研发他们用于3D打印领域的新材料技术。

而惠普，理光，佳能，普生、富士、施乐这些二维打印机设备厂商将会对塑料3D打印技术的市场竞争格局带来改变。

下一步，3D科学谷认为我们无法判断在塑料3D打印的市场上将谁主沉浮，有一点是可以肯定的，那就是设计思路的改变。用为注塑工艺所设计塑料产品的思路来用于3D打印技术的设计是不行的，设计师需要突破设计思维的限制，从新出发，从设计端就理解3D打印技术的优势和价值所在，为增材制造而设计。

版权声明©3D科学谷

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在汉堡举行的航空内饰展上，SABIC将展示一些令人耳目一新的3D打印飞机内饰、座椅等应用，这些应用会使飞机重量更轻、其内饰更令人兴奋。关键他们开发的一系列热塑性材料能够满足所有的监管要求，其中包括一些有趣的树脂。 虽然在汉堡展示的这些工程热塑性塑料其中一些更适合于注塑成型和热成型制造，他们甚至3D打印了一整把飞机座位，以炫耀自己材料的潜力。

SABIC(沙特基础工业公司的简称)是世界第二大化学公司，专门生产各类塑料，业务遍及全球45个国家。2014年，该公司的销售收入达到了非常可观的502亿美元。

SABIC认为，这些新一代的(3D打印)材料不仅可以使飞机更加经济，而且可以改善飞机内部装饰。“我们的客户告诉我们，出了我们提供的材料之外，他们对整体解决方案更感兴趣。”该公司市场总监Kim Choate在他们的网站上写道。 “从历史上看，这一直是我们的方法——根据每个客户的需求，把我们多年的全球经验，包括在其它地方已经行之有效的解决方案，带到桌面上。”

当然，飞机内饰通常会受到非常复杂的制造监管条例的约束，但SABIC目前在汉堡突出展示的几种材料，有可能适用于下一代飞机部件。其中包括非常透光的CLEAR LEXAN XHR2000板(未涂层时)、CLEAR LEXAN XHR2HC1和LEXAN XHR2HC2板及其他一些新材料。

当然，在展会现场最抓人眼球的肯定是他们3D打印的飞机经济舱座椅。它是由Stratasys公司采用SABIC的ULTEM 9085树脂3D打印的。SABIC公司的设计师介绍说称Ultem树脂非常适合3D打印。它不仅复合毒性标准，而且具有很的吸湿性，同时也很有弹性。据说整个3D打印的飞机作用零部件数不到15个。

来源：天工社

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作为已成功占领市场的 EOSINT P 395 的换代产品，EOS P 396 功能更强大，可全方位满足对更高生产效率、过程稳定性和建造能力不断增长的需求。最新的二氧化碳激光发生器和全面改进的温度调节系统使生产力实现了两位数增长。此外，新增的 EOSAME 功能确保了整个腔室中可重复生产的零件质量。EOS P 396 5月开始全球发售。

EOS 大中华区总经理吴承轩 (Jack Wu)表示：“凭借 EOS P 396，我们在塑料增材制造行业继续保持领先地位。EOS P 396 在中型市场完美替代了我们非常成功的 EOSINT P 395 机型。我们做出了很多改进，使客户能够以更低的成本生产出质量更高的塑料原型和系列零件。”随着 EOS P 396 的推出，尼龙塑料材料 PA 2200 和 PrimePart® PLUS (PA 2221) 已率先上市。未来还将逐步推出更多材料。