与注塑竞争，德国voxeljet-维捷推出HSS-高速烧结设备

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。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。

顺应更低的价格，更快的打印速度的发展趋势，在过去几年中，3D打印行业已经出现了许多令人振奋的新技术，这些技术的特点是以当前100倍的3D打印速度将3D打印技术的应用领域从原型切入到生产领域。

这些快速制造技术不仅扭转了3D打印给人效率低的印象，配合材料技术的快速发展，这些技术还引发了产品端的新一轮赛跑，尤其是鞋业领域，从耐克到阿迪达斯、New Balance、Under Armour、匹克正在进行3D打印技术批量生产鞋中底方面的竞争。

如今，以粘结剂喷射技术(binder jetting)而被业界所熟知的德国voxeljet-维捷宣布推出HSS-高速烧结设备，这一设备目前可用于尼龙12或TPU材料的高速制造。

与voxeljet目前的所专注的铸造业砂模与熔模解决方案不同的是，此次推出的高速烧结工艺针对的是与注塑行业相竞争的应用领域。可以3D打印具有与选择性激光烧结，多喷射融合或注塑成型相似性能和质量的零件。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。目前，可扩展的应用包括汽车的内饰件和产品包装等用途。

“新的高速烧结工艺与voxeljet的VX200平台相结合，VX200平台提供了独特的灵活性，可根据客户选择的材料进行定制。 目前，voxeljet为客户提供PA12（尼龙）粉末，不仅仅是尼龙材料，还可以用于广泛的弹性热塑性塑料的加工。 voxeljet也提供材料开发服务，并为新材料提供测试和批准服务。 此外，voxeljet开发了ProPrint软件，这是一种新型模块化软件，可以嵌入到完整的访问开发工具成为打包方案，这意味着用户可以对系统进行编程并添加自定义宏。模块化软件还具有用于进程数据挖掘的数据库，用户可以根据自己的需要进行调整。”voxeljet首席执行官Ingo Ederer博士表示。

voxeljet的HSS高速烧结设备目前是基于其成熟的VX200的设备平台上的，其中的HSS高速烧结技术是由霍普金森教授研发出来的，voxeljet通过Evonik（赢创）和Loughborough大学获得专利授权。

HSS高速烧结速度100倍于SLS激光烧结，当前的SLS激光烧结机通过一个单点激光熔化粉末状塑料聚合物，这使得生产效率受到一定的制约，霍普金森采用红外线灯和喷墨打印头来代替激光的解决方案。打印头快速准确地将材料传送到粉末床上。在HSS加工过程中，喷墨打印头将黑色的红外辐射吸收油墨沉积在热塑性粉末床上，然后红外灯加热粉末，导致塑料粉末颗粒熔化，从而固化每一层的形状，这比激光烧结速度快很多。

HSS被认为是降低SLS零件成本的手段，以使3D打印与诸如注塑等大规模制造技术具有竞争力。通过更换SLS中使用的昂贵的激光器并增加机器的生产能力，可以达到与注塑成型竞争的成本和速度来制造塑料零件。

该工艺的温和加热打开了广泛的材料，如弹性体和其他塑料。此外，HSS可以使用100％的回收粉末，而不会导致粗糙的表面，加工过程中也不需要富含氮气的环境。

HSS听起来有点像惠普的MJF，的确这两个过程非常相似：在MJF加工工艺中，喷墨打印头将熔融剂和细化剂沉积在热塑性粉末床上，然后用一组红外灯烧结。两者之间最大的区别是HSS不使用细化剂，根据霍普金森教授，这是因为他发现不用细化剂就可以实现满意的打印结果。霍普金森当时考虑过细化剂，但他发现他能够获得出色的分辨率，从而无需细化剂。另外，通过将专用于特殊材料的多个打印头结合到HSS工艺中，可以沉积诸如银导电流体的功能性油墨。

来源：3D科学谷
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