高强度塑料3D打印设备Impossible Objects首批用户包括捷普

位于美国伊利诺伊斯州的Impossible Objects自2014年融资几百万美金后一直以复合材料打印技术成为关注的焦点,但实际上这家公司一直没有商业化其打印设备,而是不断地推出复合材料的打印产品。

如今,Impossible Objects终于揭开神秘的面纱,向市场上推出复合材料打印设备:Model One。Impossible Objects的CEO Larry Kaplan声称Model One速度比FDM技术快10倍,屈服强度比市场上的其他塑料3D打印产品大10倍。3D科学谷了解到,Model One的首批用户包括全球著名的电子合约制造商美国捷普公司(Jabil) 。

除了与Impossible Objects合作,捷普还携手HP共同推进3D打印技术在生产中的应用,捷普正在构建通过3D打印与增材制造服务,缩短新品大规模生产时间的战略蓝图。3D科学谷认为Impossible Objects与捷普的合作颇具商业想象空间。

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与目前只能打印各种单一热塑性塑料的常见3D打印机相比,Impossible Objects能够将强度更高的材料用于3D打印塑料的力学性能增强用途,包括碳纤维、芳纶(Kevlar)和玻璃纤维等材料对塑料材料的增强。打印完成后的零部件要比那些使用传统热塑性材料3D打印出来的部件强度要高2倍—10倍。 由于其独特的复合材料构成,用户也可以通过定制以用于各种应用,包括热和化学腐蚀等环境。

Impossible Objects 公司的CEO 表示,传统方式的3D打印塑料零部件无论是在耐高温方面,还是强度方面都是无法与金属零部件相比。但Impossible Objects 3D打印的零部件比一些金属零部件拥有更高的强度-重量比。Impossible Objects的目标是让3D打印成为更高体积、轻量化、高性能零部件的主流制造技术。

CBAM 3D打印技术

Impossible Objects的CBAM技术类似于熔融沉积成型(FDM)技术,但是,与FDM直接在一个空的打印床上层积材料不同,该技术在一种纤维板上打印。通过这种打印工艺中,打印机的喷头将聚合物粉末堆叠起来,并用内置热源把它们融合在一起。最后,由一名技术人员将不需要的材料移除,打印过程就完成了。CBAM 打印过程中可以使用多种类型的聚合物粉末,从而产生不同的复合材料。

零部件性能

通过CBAM 技术和复合材料3D打印的零部件性能可以和金属零部件相媲美。Impossible Objects最新推出的PEEK碳纤维复合 3D打印零部件,比铝质零部件(6061-T6)轻50%,强度相当于铝质零部件的三分之二。此外,PEEK 碳纤维复合零部件可以回收利用,减少浪费。

在应用领域,,Impossible Objects 公司已在PEEK 碳纤维复合材料骨科植入物领域进行了探索。通过复合碳纤维增强了PEEK 的力学性能,有望成为骨科植入物制造的新材料。对于PEEK复合碳纤维材料的生物相容性,国内已有学者对该材料与骨科植入物常用的钛合金材料进行了对比、分析,结果表明该材料是一种安全的非金属植入性材料。

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就Impossible Objects打印的碳纤维增强PEEK材料来说,当前国内市场,汽车以及航空航天等运输业市场约占PEEK树脂消费量的50%,半导体制造设备占20%,压缩机阀片等一般机械零部件制品占30%,医疗器械和分析仪器等其他市场占10%。

目前国内PEEK市场还未充分打开,PEEK制造的终端消费品需要消费者逐步接受认可,预计未来五年,随着国内PEEK市场的逐步打开,PEEK的需求量有望飞速发展,预计年增长率能达到15%以上。因此随着人们对PEEK这一工程塑料认知以及发展中国家扩大对这一塑料的需求力度。预计未来几年,中国、印度、东南亚等新兴市场有望成为推动全球PEEK需求增长的主要驱动力。

捷普每年在全球范围内超过150亿美元投资,其涉及的产品和应用包括工业、能源、汽车、通信、消费品与保健等诸多领域。从交通运输到半导体制造等多个产品领域适合捷普的产品线需求,3D科学谷认为PEEK复合材料的打印或许是Impossible Objects获得捷普青睐的一大原因。

捷普选择3D打印技术紧紧围绕着其核心产品业务,捷普集团还推出了一系列全新的创新加速服务,助力其客户缩短从用户调研到产品商业化的整个生命周期,从而提升端对端制造解决方案的价值。该系列服务使客户不仅能更快响应不断变化的产品与市场需求,还能降低来自设计、供应链、制造与合规方面的风险与成本。这其中,3D打印技术在通过数字化生产加快产品投放方面扮演了重要的角色。

捷普在通过提供最佳案例和咨询服务来加速大规模生产的增材制造。通过3D打印和增材制造的解决方案,捷普在最新3D打印技术方面的经验将有望改变制造产品的方式。这些能力包括材料开发与认证、流程开发与验证以及供应链一体化。以3D打印替代传统制造方式,客户完成产品投放市场的时间可缩短至7周,并降低超过50%的成本。

那么,从捷普开始,Impossible Objects在高强度塑料的打印领域将发现怎样的市场潜力?3D科学谷将保持持续关注。

此外,劳伦斯·利弗莫尔国家实验室-LLNL的改进型直接墨水书写(DIW-也被称为robocasting)已经成功3D打印航天级碳纤维复合材料,成为第一个这样做的研究实验室。被描述为“终极材料”的碳纤维复合材料开辟了创造轻量化、强于钢件的可能。LLNL的这种DIW技术甚至惠普的多材料喷射打印技术MJF是否与Impossible Objects的CBAM技术在应用端产生某种程度的竞争?3D科学谷将保持持续关注。

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