在工业部门和更广泛的制造业领域，复合材料因其增强的材料性能和成本效率而日益突出。必威手机注册与劳动密集型的传统方法相比，增材制造将从根本上改变这些材料的使用方式。复合材料和增材制造的结合点是必威手机注册JuggerBot 3 d，一家位于俄亥俄州的工业3D打印机制造商和材料开发商DSM加必威手机注册法制造(现在的一部分Covestro)．
近年来，两家公司建立了合作关系，不仅寻求提升JuggerBot 3D的FFF和FGF打印硬件和Covestro的材料组合，还通过向终端用户展示技术的好处，促进复合3D打印的整体采用和使用。我们有机会与JuggerBot 3D副总裁Dan Fernback谈论了富有成效的合作以及关于即将到来的会议他们正在主持，将深入研究AM的高性能复合材料世界。
加强合作
有趣的是，当JuggerBot 3D和DSM首次合作时，复合材料并不是他们的主要关注点。当时，JuggerBot 3D正在开发其工业3D打印平台，DSM正准备通过3D打印长丝、颗粒和粉末扩大其材料组合。
Fernback解释了这一合作是如何诞生的:“在我们正式向市场推出第一台3D打印机之前，我通过一个共同的朋友介绍给Greg Costantino。格雷格当时在帝斯曼的工程塑料业务工作，帮助一位同事评估3D打印策略，目前该公司的长丝、颗粒和粉末投资组合。
帝斯曼计划利用其在工程级塑料方面的专业知识，提供更广泛的3D打印材料，而JuggerBot 3D正准备引入材料不可知的工业3D打印机，专门设计用于处理帝斯曼提供的那种材料。我们两家公司之间的合作非常自然，我们一致认为合作将有利于产品和业务发展，同时也为我们各自的客户提供更完整的解决方案。”
最初的会议最终导致了2018年推出的一个试验项目，该项目让潜在用户可以访问这些公司对灯丝材料和3D打印的深入知识，并亲身体验每一种材料。从那时起，两家公司继续协同发展，不仅专注于工程级长丝3D打印，而且越来越多地专注于基于颗粒的AM和纤维增强复合材料。
自合作伙伴成立以来，该组合一直在增长，目前DSM的FFF和FGF组合中有一半以上是由复合材料组成的。
细丝还是小球，这才是问题所在
在深入研究JuggerBot 3D和DSM产品可用于的各种复合应用程序之前，首先要看看它们各自的产品。需要了解的主要事情之一是，这两家公司都使用灯丝和颗粒3D打印(JuggerBot 3D提供硬件，DSM材料)。这两种方法都有各自的优点，适用于不同的需求。
“用于高强度复合材料的芯块和长丝之间的一个关键区别是增强量，”Fernback解释道。“对于长丝，纤维的负载量限制在15-20%，因为当你将纤维添加到热塑性塑料中时，它会变得更脆，这使得卷轴越来越难，在3D打印机中加工也越来越困难。对于颗粒，这种材料的增强程度可能是长丝的两到三倍。在这种情况下，材料的强度和硬度更高，耐热性更高，等等。它以传统复合3D打印无法实现的方式提升了这些材料的性能，因此为具有更高性能要求的应用开辟了新的机会。”
如今，DSM的熔融颗粒制造（FGF）产品组合由三种关键复合材料组成：Arnilene®AM6001 GF（G）、Arnite®AM8527（G）和Ecopax®AM4001 GF（G）。其FFF产品组合包括复合材料Novamid®ID1030 CF10，一种碳纤维填充的PA6/66共聚物长丝。除了长丝和颗粒材料外，DSM的产品组合还包括用于立体光刻和DLP 3D打印的树脂以及用于选择性激光烧结的粉末。
在决定是使用熔融纤维制造还是熔融颗粒制造时，JuggerBot 3D与客户合作，评估他们的应用。“我们通常关注的是需要什么材料，零件的尺寸，设计的复杂性和所需的公差。长丝3D打印的优点包括生产出具有更精细特征和通常更好的美学性能的零件。颗粒3D打印的优势包括更广泛地获得高性能(通常更便宜)的材料和更快的打印速度。因此，FGF通常更适合较大的部件。”
他继续说:“我们与客户密切合作，提供完整的解决方案。特别是在与DSM的合作中，我们努力寻找合适的材料和打印机组合，为打印设置、部件设计甚至后处理提供支持。”
商人系列™
2020年，JuggerBot 3D推出了用于FFF和FGF 3D打印的工业级AM系统。商人系列™，包括用于长丝基材料的F3-32和用于颗粒挤压的P3-44，适用于使用多种材料的大幅面、工业3D打印，包括DSM的短切纤维复合材料。
3D打印机系列值得注意的是集成了几个功能，使工程材料的优化3D打印，包括纤维填充的热塑性塑料。“功能材料和高强度复合材料是齐头并进的，”芬贝克说。“在这两种情况下，确保零部件质量和可靠性以及消除任何环境违规行为都非常重要。
“这意味着在印刷前充分干燥材料，在印刷过程中保持材料干燥，有可以实现一致的熔融流动的挤出机，有提供足够的第一层粘附力和防止翘曲的床层。”最重要的是，打印机必须有一个湿度和温度控制的建造环境，以促进最佳的粘结层之间的粘附和均匀冷却。我们的商人系列就是这样做的。”
商人系列的有趣之处在于™而复合材料的特点在于，短切纤维的加入实际上可以提高某些功能性热塑性塑料的可印刷性。“复合材料实际上可以缓解处理高性能材料的一些挑战，因为它们通常具有较低的cte，”Fernback解释说。“例如，我们可以打印20%纤维增强的高温材料，而未填充材料可能更有挑战性。”
商人系列™基于开放式材料平台，这意味着用户可以使用自己选择的热塑性长丝和颗粒。然而，由于其与DSM的合作关系，用户可以受益于通过资格预审的工艺参数，从而快速、自信地开始打印。
“与DSM合作的好处之一是，我们可以为我们的客户确定良好的起点，”Fernback说。“例如，如果有人想打印EcoPaXX AM4001 GF (G)，我们可以使用我们的Tradesman系列为他们的应用提出工艺参数™P3-44。然后，他们可以使用这些工艺参数，或者，如果需要，对其进行调整以提高工艺或零件性能。”
将复合应用程序
JuggerBot 3D的工业AM系统和帝斯曼的复合3D打印材料的结合为许多行业和广泛的应用创造了机会。芬贝克强调了打印复合材料具有最具颠覆性潜力的五个关键行业:航空航天、海洋、医疗、电子和能源。这些都是已经实施了传统复合材料制造的行业，可以从3D打印中获益。
跨越所有这些行业的一个关键应用小组是工具，特别是复合成型。换句话说，复合材料3D打印材料非常适合制造用于更传统的复合材料生产的模具。“复合材料模具的主要应用之一是复合成型，”Fernback指出。“它可以用来促进采用传统的复合材料制造工艺。在许多情况下，工具也是实现价值的最快方法，这主要是因为它不需要对如何完成业务进行哲学上的改变。我们仍然在使用工具，我们只是在使用更有效的方法来构建它，这意味着成本更低，周转时间更短。”
复合3D打印也非常适合生产最终使用的零件，并且可以实现新的零件几何图形和设计。最终用途应用包括建筑结构部件、磁共振成像和CT扫描仪等医疗设备部件、电气系统屏蔽、管道和机械部件等。此外，AM具有较低的前期成本和更大的灵活性。在这种情况下，尤其是适用于快速、大型零件数控加工和其他后处理技术的颗粒挤压，可以发挥作用，以实现更严格的公差和更高质量的表面光洁度。
“我非常看好3D打印和复合材料将共同产生的影响。3D打印，特别是颗粒3D打印，有助于降低传统复合材料制造成本，同时提高响应时间和复合材料零部件的设计。另一方面，复合材料有助于提高3D打印零件的性能，从而在制造业中创造新的应用和价值。”
敬请关注今年5月
为了进一步说明复合3D打印的独特优势，JuggerBot 3D和DSM将于2021年5月20日美国东部夏令时上午11点举办一场网络研讨会，“添加剂制造趋势：打印高强度复合材料”。该在线活动是合作伙伴为促进采用复合材料和工业AM而进行的更大必威手机注册规模合作的一部分。
“我们与Covestro有试验项目，我们为纤维3D打印和颗粒3D打印编写设计指南，我们不断推出教育内容和提供服务，比如今年5月即将举行的网络研讨会，”Fernback说。“在这次活动中，我们将重点关注如何制造用于3D打印的高强度复合材料，以及如何定义它。我们将深入研究材料方面和3D打印方面，为我们所做的工作和我们的试验项目提供一个范例。”
您可以在2021年5月20日注册免费在线活动在这里．
