首款用于激光烧结3D打印的PLA粉末,可为PA12提供生物基替代品
聚乳酸(PLA)由乳酸为主要原料聚合而成,是少数不依赖石油资源,可以由玉米和其他粮食作物发酵生成的有机物。聚乳酸最大的特点是具有热塑性和可降解性,在常温条件下,就可被微生物分解成二氧化碳和水,不会对环境造成污染,因而是一种可再生生物降解高分子。
PLA在性能上与塑料极其相似,具有强度高、模量大的优点,是熔融沉积FDM 3D打印工艺的常用耗材之一,在3D打印技术领域通常以丝材的形式存在。然而FDM工艺固有的成形特点,使其无法发挥出3D打印技术的全部优势。
3D打印技术参考注意到,捷普公司(Jabil)于近期推出了一款可用于粉末床烧结的PLA 3D打印粉末PLA 3110P,可为石化粉末(如PA12)提供生物基替代品。该材料由捷普公司与领先的聚乳酸 (PLA) 生物聚合物制造商NatureWorks合作开发,是首款基于PLA的粉末3D打印材料。
1. 特点和优势
PA12等石化粉末的生物基替代品
与现有材料相比,具有更低烧结温度和显著更小碳足迹的成本效益
PLA易于使用,比传统粉末缩短制造流程
可以支持热成型和压缩模具所需的精密几何形状
凭借可再生来源的生物材料和较低的烧结温度,新开发的PLA粉末可生产出比PA12能耗更低、碳足迹更可持续的SLS基材。PLA成分完全来自经过认证的可再生来源生物材料,满足了对石化粉末的生物基替代品的需求。
与熔丝制造 (FFF) 等3D打印方法相比,SLS的优势包括更高的输出、精度和设计自由度。因此,这种基于PLA的粉末可以形成热成型和压缩模具所需的定制、精密几何形状。而且,该产品显著降低的烧结温度转化为节能和更快的制造效率,有可能降低SLS系统相对较高的能源使用。
2. 将温室气体转化为高性能聚合物
Jabil和NatureWorks合作创建、测试和验证的PLA 3110P粉末,将 NatureWorks在PLA 技术方面的专业知识与Jabil在开发聚合物配方、新型化合物和材料系统集成方面的经验相结合,其合成材料的碳足迹比PA12小89% 。因此,这种新的工程材料可以推进可持续发展计划,同时为尼龙基材料提供低碳替代品。
据研究公司SmarTech Analysis,聚合物增材制造技术预计将在未来十年内进入众多行业,到2030年打印产量将增长到每年近260亿美元;而根据VoxelMatters Research的数据,2021年聚合物粉末材料市场价值近2.5亿美元,尼龙(PA12 和 PA6及其他,包括复合材料)约占这些收入的三分之二(约70%)。
3D打印的PLA热成型牙科矫正器及模型
当前用于激光烧结粉末床3D打印的材料类型主要包括PA6、PA11、PA12及其复合材料等尼龙系列,以及TPU、 PP(尚未成规模)、 PPS、PEEK等。随着新的Jabil PLA 3110P材料的推出,客户在制造原型以及制造支架、夹具、固定装置和工具方面有更多的材料选择。此外,新的PLA粉末是一种环保选择,可用于生产热成型和压缩模具所需的精密几何形状,包括定制牙科印模。
除了材料的进步,捷普还继续扩展其全球增材制造平台和解决方案,以补充公司世界一流的制造能力。Jabil已经部署了数百台3D打印机——从桌面模型到高度复杂的工业系统——以满足广泛的原型制作、工具和批量生产需求。