HSS材料網(wǎng) - 概念驗(yàn)證HDPE

HSS材料網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)由選定的專家組成的跨學(xué)科網(wǎng)絡(luò)，致力于使用于增材制造工藝高速燒結(jié)（HSS）的新型聚合物材料的開發(fā)和鑒定更加靈活和快速。

voxeljet公司的VX200 HSS被設(shè)計(jì)成一個(gè)開源的3D打印系統(tǒng)，并提供全面的工藝參數(shù)和溫度管理，以便與打印工藝和材料最匹配。HSS材料網(wǎng)絡(luò)為客戶提供了靈活和低風(fēng)險(xiǎn)的增材制造材料開發(fā)外包選擇。HSS材料網(wǎng)絡(luò)合作伙伴的互補(bǔ)能力使各種規(guī)模的公司都能得到獨(dú)特的支持，從最初的適用性測(cè)試，到具體的開發(fā)和參數(shù)化，再到材料的認(rèn)證或市場(chǎng)就緒的資格。這里我們介紹我們的合作伙伴、項(xiàng)目和概念驗(yàn)證。

概念驗(yàn)證 I - 高密度聚乙烯（HDPE）

客戶/材料制造商。鉆石塑料有限公司
開發(fā)和鑒定。弗勞恩霍夫IPA/拜羅伊特大學(xué)

1. 究竟什么是高密度聚乙烯，它在哪些行業(yè)和產(chǎn)品中被加工？

HDPE是一種高密度聚乙烯（0.94-0.97克/立方厘米），特別是它具有非常好的耐化學(xué)品和油脂的特性，以及防水效果。在室溫下，HDPE的特點(diǎn)是外觀堅(jiān)硬而有彈性，除了具有非常好的機(jī)械性能外，還具有低摩擦和更高的耐磨性。

因此，除其他外，HDPE被用于制造食品和包裝行業(yè)的產(chǎn)品，特別是用于化學(xué)工業(yè)。因此，化學(xué)品、燃料、水、氣體或石油的容器、瓶子和管道都是以HDPE為標(biāo)準(zhǔn)制造的。

2. 與例如基于激光的加工技術(shù)相比，通過高速鋼加工高密度聚乙烯的優(yōu)勢(shì)是什么？

使用激光燒結(jié)時(shí)，HDPE的工藝窗口非常小，即需要很高的激光功率來熔化粉末顆粒，然而HDPE的機(jī)械性能會(huì)受到激光造成的高熱負(fù)荷的負(fù)面影響。這導(dǎo)致了材料的脆性。

另一方面，HSS使用紅外燈和能量吸收墨水來熔化材料。與基于激光的生產(chǎn)系統(tǒng)相比，粉床的大面積能量暴露確保了能量輸入的持續(xù)時(shí)間大大延長(zhǎng)。這使得最高溫度大大降低，從而減少了材料的熱應(yīng)力，保持了高密度聚乙烯的良好機(jī)械性能。

3. 高密度聚乙烯與其他常見的聚合物如聚酰胺12（PA12）、聚酰胺11（PA11）或聚丙烯（PP）的區(qū)別是什么？

與PA12不同，HDPE是一種純碳?xì)浠衔?。這使得HDPE具有非極性、防水性和高度抗化學(xué)性。因此，在室溫下，HDPE不會(huì)被許多溶劑、堿和酸所侵蝕。與PA12或PP類似，高達(dá)100%的未印刷的粉末可以被重新使用。

對(duì)于PP以及PA12來說，HDPE具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，因?yàn)镠DPE是一種廣泛使用的大眾塑料，其生產(chǎn)成本比PA12或PA11低得多。此外，HDPE是在歐洲生產(chǎn)的，這確保了供應(yīng)鏈和交貨時(shí)間。

4. 高密度聚乙烯的概念驗(yàn)證已經(jīng)成功進(jìn)行了。該材料可以用高速鋼很好地加工。計(jì)劃采取哪些進(jìn)一步的措施？

概念驗(yàn)證是由DiaPow HDPE HX制成的，這是一種由Diamon Plastics GmbH公司開發(fā)的用于激光燒結(jié)的HDPE粉末，其特點(diǎn)是顆粒大小分布非常均勻，流動(dòng)性極佳。弗勞恩霍夫IPA的工藝創(chuàng)新項(xiàng)目組和拜羅伊特大學(xué)的無害環(huán)境生產(chǎn)技術(shù)主席進(jìn)行的工藝分析和初步參數(shù)化表明，這種HDPE粉末在高速鋼中具有非常好的加工性能。因此，合作伙伴將對(duì)HDPE粉末進(jìn)行優(yōu)化，并為HSS工藝專門設(shè)置參數(shù)。重點(diǎn)將放在重現(xiàn)性、部件質(zhì)量和生產(chǎn)力上，即減少層時(shí)間，從而提高印刷產(chǎn)量。最后，經(jīng)過調(diào)整的HDPE粉末將被商業(yè)化地推向市場(chǎng)。

特別值得注意的是。當(dāng)使用高速鋼加工時(shí)，有可能實(shí)現(xiàn)特別高的靈活性。這種靈活性在激光燒結(jié)中是很難實(shí)現(xiàn)的，比如說。其原因是材料的準(zhǔn)時(shí)熱負(fù)荷。這對(duì)材料的機(jī)械性能有負(fù)面的影響。另一方面，在高速鋼的情況下，粉末床暴露在一個(gè)大的區(qū)域內(nèi)，這增加了能量輸入的持續(xù)時(shí)間并減少了熱應(yīng)力。這就保持了高密度聚乙烯的靈活性。