8 산업용 3D 프린팅을 위한 혁신적인 재료 [2018]

재료는 적층 제조 공정에서 필수적인 역할을 합니다. 하드웨어(AM 기계에서 후처리 시스템까지) 및 소프트웨어(설계 및 MES 포함)와 함께 재료는 적층 제조의 성공적인 생산을 보장하는 세 번째 기둥을 형성합니다. 엔지니어링 등급 열가소성 플라스틱이든 금속 합금이든, 제조업체는 향상된 기계적 특성과 부품 성능을 제공하는 재료를 지속적으로 찾고 있습니다.

오늘날 적층 제조는 매우 복잡한 제품을 만들 수 있는 실행 가능한 생산 방법으로 빠르게 주목받고 있습니다. 재료 혁신은 3D 프린팅을 대량 생산 영역으로 가져오는 데 중요한 역할을 할 것입니다. 다행히 AM 시장에서 사용할 수 있는 재료의 범위는 지속적으로 확장되고 있으며 이미 다양한 범위의 폴리머, 수지, 금속 및 세라믹을 포함하고 있습니다.

최신 발전을 따라잡기가 어려울 수 있습니다. 그래서 올해 지금까지 공개된 산업용 3D 프린팅을 위한 8가지 혁신적 소재를 살펴보고자 합니다.

요약

자료 회사 속성 사용 사례 EPX 82Carbon고강도
강인함
열 사이클링 내구성커넥터, 브래킷 및 하우징 Ultrasint PA6BASF융점:193°C
고강성 고강도 일반적으로 자동차 및 소비재 애플리케이션 PrimePart STEvonik고탄성
고강도
내화학성기능적 프로토타입, 연속 생산 KetaSpire PEEK 및 Radel PPSU 필라멘트솔베이내화학성
고온에 견딜 수 있음(열 변형 온도:207°C)
내충격 의료 기기(증기 살균 필요)
항공기 내부 ALM HT-23EOS고내화학성
난연제
고강도
경량항공우주 응용 분야 BLDRmetalNanosteel고경도
인성
연성공구, 다이, 베어링 및 기어 ScalmalloyAPWorks경량
고강도
연성항공우주 분야, 브래킷(모터스포츠) 열교환기(자동차) FluorosiliconeACEO®고유연성씰링 분야

1. 카본의 EPX 82

Digital Light Synthesis 3D 프린팅 기술로 유명한 미국 기반 회사인 Carbon도 재료 시장의 핵심 업체입니다. 회사의 이미 광범위한 생산 등급 재료 포트폴리오에 최근 추가된 것은 EPX 82 수지입니다. . EPX 82는 엔지니어링 애플리케이션을 위해 개발된 고해상도 및 고강도 재료로 설명됩니다.

강도, 인성 및 열 순환 내구성이 결합된 EPX 82는 104°C ~ 130°C의 열 변형 온도를 갖습니다. 커넥터, 브래킷 및 하우징과 같은 기능 부품을 생산하는 데 특히 적합합니다. 자동차 및 산업 부문 모두. 또한 이 소재를 사용하면 유연한 기능과 얇은 벽을 가진 부품을 만들 수 있습니다.

Carbon의 DLS 기술은 사출 성형 플라스틱에 필적하는 기계적 특성, 분해능 및 표면 마감을 가진 부품을 생산하는 능력으로 유명합니다. Carbon의 재료 포트폴리오에 새로운 EPX 82 재료를 추가함으로써 3D 프린팅된 수지 부품의 성능을 새로운 차원으로 끌어올려 열악한 환경을 견딜 수 있는 구성 요소를 만드는 기술의 능력이 더욱 강화됩니다.

2. BASF의 Ultrasint PA6

BASF 3D 프린팅 솔루션은 지난 한 해 동안 3D 프린팅을 위한 산업용 등급 재료 제품을 천천히 그러나 꾸준히 늘려왔습니다. 이번 봄, 독일 화학 대기업인 BASF의 자회사가 선택적 레이저 소결(SLS)을 위한 새로운 폴리아미드 소재인 Ultrasint PA6 LM X085를 공개했습니다. . PA11과 PA12가 가장 일반적으로 사용되는 두 가지 폴리아미드인 SLS에서 BASF의 이 새로운 나일론 소재는 SLS 소재 카탈로그에 매우 가치 있는 추가 제품이 될 수 있습니다.

Ultrasint PA6은 녹는점이 약 193°C로 비교적 낮은 나일론 분말입니다. Ultrasint PA6의 낮은 융점은 SLS 기계의 에너지 소비를 줄이고 인쇄 프로세스 속도를 높이는 데 도움이 됩니다. Ultrasint PA6으로 제조된 부품은 높은 강성과 강도를 나타내며 이 소재는 일반적으로 자동차 및 소비재 애플리케이션에 사용됩니다.

3. Evonik의 PEBA 기반 분말

Evonik은 SLS 폴리아미드 분말의 오랜 제조업체였으며 포트폴리오는 거의 20년으로 거슬러 올라갑니다. 폴리아미드는 이 기술에 대한 신뢰할 수 있는 표준이었지만 독일 화학 전문가는 세계 최초의 유연한 플라스틱 PEBA 기반(폴리에테르 블록 아미드) 분말을 출시하여 포트폴리오 범위를 더욱 확장하기로 결정했습니다. PEBA는 저밀도, 유연성 및 피로 저항으로 잘 알려진 고성능 열가소성 엘라스토머입니다.

PrimePart ST라는 브랜드 이름을 가진 고성능 소재입니다. , 3D 인쇄 응용 프로그램에 대한 옵션을 더욱 확장합니다. PrimePart ST는 높은 탄성과 강도로 유명하며 SLS 외에도 고속 소결(HSS) 및 바인더 분사 기술과 호환됩니다.

Evonik의 새로운 분말을 사용하여 적층 생산된 부품은 우수한 성능을 입증한다고 합니다. 유연성, 우수한 내화학성 및 내구성. 새로운 재료의 응용 분야에는 프로토타이핑 또는 시리즈 생산을 위한 고품질의 완전한 기능을 갖춘 유연한 플라스틱 부품이 포함됩니다.

4. Solvay의 KetaSpire PEEK 및 Radel PPSU 필라멘트

고성능 열가소성 수지에 대한 수요가 증가함에 따라 화학 회사인 Solvay는 석유 및 가스, 항공우주, 자동차 및 의료 산업의 고급 AM 애플리케이션을 위해 특별히 3가지 새로운 폴리머 필라멘트를 개발했습니다.

고성능 PEEK 및 PPSU 플라스틱을 기반으로 하는 필라멘트는 인쇄된 레이어의 융합을 가능하게 하며 일반적으로 어려운 Z축을 포함하여 높은 부품 밀도와 탁월한 부품 강도를 보유합니다. FDM용. 예를 들어, Radel PPSU는 내열성 및 내화학성이 높은 부품을 생산할 수 있어 의료 응용 분야 또는 온수 피팅에도 적합합니다.

특히 Solvay의 KetaSpire PEEK 필라멘트가 e-Xstream의 Digimat 시뮬레이션 소프트웨어에 포함되었습니다. 이 파트너십을 통해 Solvay는 고객이 고성능 열가소성 수지를 사용할 때 성공적인 인쇄를 달성할 수 있기를 희망합니다.

5. EOS의 ALM HT-23 PEKK

3D 프린터 제조업체 EOS는 현재 보잉과 공동으로 개발한 SLS 시스템을 위한 최초의 고성능 탄소 섬유 강화 PEKK 소재를 제공하고 있습니다.

RAPID + TCT 2018, ALM HT-23 출시 특히 항공우주 분야용으로 개발되어 경량화를 가능하게 하고 전체 부품당 비용을 절감합니다. EOS에 따르면 ALM HT-23은 알루미늄 부품을 이 열가소성 수지로 교체하여 툴링 비용을 크게 줄일 수 있습니다.

항공우주 외에도 ALM HT-23은 높은 내마모성과 화학적 스트레스에 대한 복원력이 필요한 산업 분야와 내열성이 요구되는 산업 분야에도 적합합니다.

6. Nanosteel의 BLDR금속 분말

나노구조 강재 분야 기업인 나노스틸(Nanosteel)이 올해 새로운 강합금을 공개했다. 현재 3D 인쇄 가능한 합금이 제공할 수 없는 재료 특성을 가진 회사는 재료의 향상된 특성을 달성하기 위해 고유한 금속 매트릭스 미세 구조를 공식화했습니다.

Nanosteel의 제품 라인에는 분말 베드 융합 및 금속 바인더 분사 시스템용 금속 분말이 포함됩니다. 예를 들어, BLDRmetal™ L-40 ferrous 레이저 기반 적층 제조에 사용하도록 설계된 합금 분말은 실온에서 인쇄할 수 있으며 높은 경도와 연성을 가진 부품을 생산할 수 있습니다.

NanoSteel에 따르면 BLDRmetal은 H13과 같은 인쇄하기 어려운 공구강에 대한 대안을 제공하고 M300 마레이징 강에 우수한 성능을 제공합니다. 우수한 물리적 특성을 가진 L-40은 공구, 다이, 베어링 및 기어를 비롯한 다양한 응용 분야에서 원하는 재료입니다.

7. APWorks의 Scalmalloy

경량 금속 부품 및 구성 요소에 대한 수요가 높으며 Scalmalloy는 가벼우면서도 강하고 연성 금속에 대한 증가하는 요구에 대한 하나의 솔루션을 제공할 수 있습니다. 특히 분말층 금속 3D 프린팅을 위해 독일 기반 회사인 APWorks가 개발한 Scalmalloy는 가장 낮은 구매 대 비행 비율과 높은 강도 대 중량 비율을 제공합니다.

지금까지 Scalmalloy의 애플리케이션에는 혁신적인 브래킷, 오토바이 및 생체공학적 파티션이 포함됩니다. 그러나 알루미늄의 가벼움과 티타늄의 거의 동일한 강도 및 연성을 결합한 재료 특성으로 인해 Scalmalloy는 자동차 및 기타 운송 산업에 대한 잠재력을 확실히 보여줍니다.

8. ACEO®의 불소실리콘

화학 대기업 Wacker Chemie의 사업부인 ACEO®는 이미 혁신적인 실리콘 3D 프린팅 기술 개발에 큰 진전을 이뤘습니다. 플루오로실리콘 도입으로 , 회사는 또 다른 이정표를 달성했습니다.

플루오로실리콘은 100% 엘라스토머로 탄화불소의 저항성과 실리콘의 온도 특성을 결합한 제품입니다. 플루오로실리콘은 연료, 오일 및 윤활유에 대한 내성이 요구되는 산업 분야의 씰링 응용 분야에 선택되는 재료입니다.

ACEO®의 플루오로실리콘 출시는 차기 기능성 실리콘 라인의 시작에 불과합니다. 회사에 따르면 두 달.

앞으로 더 큰 재료 혁신

더 큰 혁신과 우수한 재료에 대한 수요는 3D 프린팅 시장이 성숙함에 따라 증가할 것입니다. 이러한 수요를 활용하려는 재료 공급업체와 함께 광범위한 R&D 이니셔티브에 자금을 지원하는 데 더 많은 투자가 이루어지고 있습니다. 이는 광범위한 기계적 특성을 제공하는 신소재가 적층 제조를 완전히 실행 가능한 생산 기술로 만드는 과정을 가속화하는 데 도움이 될 수 있기 때문에 산업 전체에 더 큰 기회를 의미할 수 있습니다.