近日，據(jù)魔猴網(wǎng)了解，加拿大初創(chuàng)公司Fortis3D正在推出兩款針對工業(yè)應(yīng)用的新型3D打印聚合物材料，它們分別是PA-GF20和PK-GF20。在推出新材料的同時，F(xiàn)ortis3D還對每種長絲的材料特性進(jìn)行了詳細(xì)分析，以方便工程師根據(jù)材料優(yōu)勢尋找到合適的應(yīng)用場景?；诰酆衔锕こ瘫尘?，F(xiàn)ortis3D的科學(xué)家和工程師團(tuán)隊創(chuàng)造了增強(qiáng)型聚酰胺（PA，或稱尼龍），以及聚酮（PK）3D打印長絲，這些長絲比其他長絲更堅固，而且玻璃纖維含量更低。
Fortis3D的業(yè)務(wù)經(jīng)理WayneLam說："我們發(fā)現(xiàn)，市場上大多數(shù)纖維增強(qiáng)的長絲可以生產(chǎn)出相對強(qiáng)大和堅硬的部件，但它們遠(yuǎn)不如用于傳統(tǒng)的注塑纖維增強(qiáng)樹脂強(qiáng)大。我們還想讓更多的用戶能夠使用高強(qiáng)度的材料，而不僅僅是那些擁有昂貴工業(yè)機(jī)器的用戶。考慮到這兩個目標(biāo)，我們開發(fā)了這兩種材料，使其成為市場上最強(qiáng)的材料，甚至允許使用中端打印機(jī)的用戶制造非常高強(qiáng)度的零件?！?/span>
△PA6GF吸濕圖。圖片來自Fortis3D
PA-GF20和PK-GF20的特點
Fortis3D的PA-GF20和PK-GF20碎玻璃纖維增強(qiáng)材料是用于3D打印高性能功能部件。除了優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度外，這兩種材料還具有耐化學(xué)、耐高溫、耐沖擊和耐磨損的特點，使它們在惡劣的環(huán)境中經(jīng)久耐用。這些材料的應(yīng)用范圍從工業(yè)終端部件覆蓋到夾具。行業(yè)中的大多數(shù)其他玻璃纖維增強(qiáng)長絲使用非常短（100-300μm）的研磨玻璃纖維，并將其納入各種樹脂。盡管它們具有良好的強(qiáng)度和可打印性，但可能會很脆。切碎的玻璃纖維較長（3毫米），提供非常高的強(qiáng)度，同時保留了基礎(chǔ)塑料材料的更多韌性，但在加入時更具挑戰(zhàn)性。這兩種類型的纖維在復(fù)合過程中通常會分解得更多，導(dǎo)致最終產(chǎn)品中的纖維更短，因此在加工時必須采取預(yù)防措施，以盡量減少纖維的斷裂。
△使用PK-GF20的3D打印部件。圖片來自Fortis3D
關(guān)于PA-GF20和PK-GF203D打印材料的技術(shù)數(shù)據(jù)
Fortis3D的研發(fā)團(tuán)隊優(yōu)化了纖維負(fù)載量和加工變量，以產(chǎn)生該領(lǐng)域中 "最強(qiáng) "的纖維增強(qiáng)PA長絲之一，其玻璃纖維負(fù)載較低。減少的玻璃纖維負(fù)載增強(qiáng)了打印性能、噴嘴磨損和表面光潔度。為了在調(diào)節(jié)后仍能達(dá)到78MPa的高抗拉強(qiáng)度，研發(fā)團(tuán)隊還采用了一種化學(xué)耦合劑，以加強(qiáng)玻璃纖維和聚合物基體之間的粘合力。與注塑成型相比，拉伸強(qiáng)度保持率超過90%，比其他領(lǐng)先品牌的玻璃纖維和碳纖維增強(qiáng)尼龍材料更堅韌。與典型的PA6GF長絲相比，采用與Fortis3D的SnapPrint PA類似的尼龍共聚物時，吸濕率降低了30%。與PA6GF長絲相比，即使將長絲放置在環(huán)境條件下，串線現(xiàn)象也會降到最低。
△按天數(shù)計算的水分保留的示意圖。圖片來自Fortis3D
聚酮（PK）是丙烯、乙烯和一氧化碳的三元共聚物，其特點與PA12相似，但吸濕性較低，耐化學(xué)性和耐沖擊性更高，摩擦和磨損也相應(yīng)減少。它還能在吸濕后保持機(jī)械強(qiáng)度，與尼龍不同。在環(huán)保方面，聚酮生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳比尼龍生產(chǎn)少60%。然而，由于PK打印中過度翹曲和對大多數(shù)床膠粘劑及材料缺乏粘附力，因此單獨打印非常困難。為了解決這個問題，F(xiàn)ortis3D的開發(fā)團(tuán)隊創(chuàng)造了一種專有配方，大大減少了翹曲，只用PVA膠水就能符合大多數(shù)床面材料。添加了切碎的玻璃纖維以增強(qiáng)強(qiáng)度和剛度，從而使這種材料可以與行業(yè)中其他碳纖維或玻璃纖維增強(qiáng)的尼龍相媲美，而沒有過度吸收水分的危險。與典型的PA6GF長絲相比，吸濕性降低了約70%，這意味著在一周的環(huán)境條件下，串聯(lián)是有限的，零件強(qiáng)度不受影響。
目前Fortis3D在售的長絲系列產(chǎn)品包括SnapPrint PA、Lignum PLA、BioDuro Metallic PLA等。Fortis3D表示，其長絲是由優(yōu)質(zhì)材料制成的，每一個線軸在發(fā)貨前都被限制在嚴(yán)格的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。據(jù)Fortis3D稱，該公司的生產(chǎn)設(shè)施通過了GMP認(rèn)證，并根據(jù)ISO 9001:2015標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了注冊，確保每批產(chǎn)品在直徑、橢圓度和顏色方面具有"行業(yè)領(lǐng)先"的一致性。
來源：3D打印網(wǎng)
