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August 25, 2023

A chegada de uma nova era de impressão 3D de poliuretano

No setor global de impressão 3D, ocasionalmente encontramos algumas empresas iniciantes cuja tecnologia pode parecer trivial, mas o potencial é enorme. Isso não apenas requer uma boa idéia, mas, mais importante, para encontrar os verdadeiros pontos problemáticos. Isso não é tão fácil quanto parece. Mais importante, a empresa deve ter a tecnologia para resolver esses problemas. O trabalho cromático dos materiais 3D em materiais termoestores, especialmente a extrusão de poliuretano, é um bom exemplo. Ser capaz de usar um dos materiais mais usados ​​no mundo para impressão 3D com proficiência e a baixo custo trará enormes oportunidades de mercado. O mais louvável do método C3DM é que existem muitos fabricantes de impressoras 3D de extrusão em todo o mundo, e todos podem usar esse método.

A abordagem da empresa é baseada em materiais e software e não tem nada a ver com hardware. O poliuretano impresso em 3D da empresa é uma série de elastômeros de borracha com alto desempenho e alta resiliência. De automóveis a produtos de consumo, existem aplicativos potenciais quase ilimitados. A pessoa relevante explicará: "Para lançar uma nova tecnologia no setor de materiais, você deve provar seu potencial no valor de centenas de milhões de libras. A cadeia de suprimentos da indústria de materiais é muito longa. Há muitas etapas a serem dadas antes que o produto final seja obtido. "

Essa também é a razão pela qual ela foi inicialmente atraída para a impressão 3D. Ela explicou: "Estou interessado em aproximar os materiais do usuário final, o que realmente altera a motivação necessária para fornecer materiais inovadores ao mercado. Acho que a impressão 3D trará ao mundo materiais inovadores que não vimos antes e esses materiais têm uma funcionalidade mais alta. "

Onde está o material termoestoso?

Ao observar os materiais adequados para a impressão 3D mais de perto, o pessoal relevante percebeu que o escopo dos materiais é realmente limitado. E a maior parte que falta no passado (agora) são os materiais termoestores, incluindo poliuretano, silicone e epóxi.

Devido às propriedades inerentes dos materiais termofícios, é muito útil e difícil de impressão em 3D. Mas a dificuldade não significa impossível. Como qualquer outro campo de fabricação, isso requer pesquisa. Como em qualquer aplicação ou processo de termoestamento, o maior desafio do poliuretano de impressão 3D é que a reação química determina seu método de processamento, não o princípio mecânico do sistema de processamento.

O pessoal relacionado explicou: "Nas impressoras termoplásticas de filamentos, você deve ajustar a temperatura da cabeça de impressão e a temperatura do leito. Em materiais termoestimados, você deve ajustar a composição química, o que é mais complicado. Melhoramos os métodos de produção , como extrusão, a densidade da reação dos materiais pressionados ou a maneira como são misturados ".

O elastômero de borracha de poliuretano pode imprimir materiais com dureza na faixa de 40-90 costa A. Esses materiais duráveis ​​foram usados ​​por décadas em aplicações de impressão não 3D. Eles podem ser dobrados repetidamente, esticados, torcidos e espremidos. Eles são usados ​​em saltos e solas, rolos e juntas para focas hidráulicas. A equipe da empresa encontrou um método de impressão 3D que não sacrifica a força e a durabilidade dos elastômeros de poliuretano de alto desempenho.

Química e mecânica

Pode -se dizer que o processo específico de impressão 3D da empresa é uma combinação de jato de tinta e tecnologia de extrusão. Durante o processo de impressão, os dois componentes líquidos são misturados na cabeça de impressão, desencadeando uma reação química. Quando o líquido deixa o bico e os depósitos na superfície da impressão, o material é um gel parcialmente polimerizado que solidifica em um material viscoso estável em poucos minutos. Todo o processo é realizado à temperatura ambiente.

Em outras palavras, no processo de extrusão termoplástica, o material é derretido e reorganizado, enquanto o material do termoestim é na verdade "produzido" durante o processo de extrusão. Dessa forma, as ligações químicas de toda a parte são muito fortes e mais isotrópicas. A pessoa relevante explicou: "Isso significa que, em essência, a parte que você está fazendo é uma única molécula. Outra vantagem é o nosso método de design: a viscosidade do material impresso é cerca de 10.000 vezes menor que o dos filamentos comuns, o que significa que você pode imprimir mais rápido. "

Este é um desafio químico, não um desafio mecânico, mas não significa que seja intransponível. E a vantagem de imprimir esse material é que as pessoas podem usar todo o conhecimento em química termoforme por mais de 50 anos. O pessoal relevante acredita que a principal razão pela qual a indústria não fez mais progresso é que muito poucas pessoas estão atualmente estudando a impressão em 3D termoestiva.

Uma das empresas baseadas na estereolitografia é chamada de carbono, e sua tecnologia de fotossíntese digital usa uma mistura de materiais de termoestimação e fotopolímeros para desencadear o processo de fotocurração. O pessoal relacionado explicou que o processo baseado em extrusão da cromática fornece mais versatilidade. "Estamos apenas usando a mistura para desencadear a reação. Isso nos permite ser muito flexíveis e pode adicionar aditivos como corantes".

O sistema de extrusão do Chromatic pode ser instalado em qualquer impressora 3D de extrusão, basta substituir a cabeça de impressão térmica por uma cabeça de impressão termoestiva. A equipe da Chromatic usa uma impressora 3D de grande juggerbot padrão. O Chromatic fornece materiais e software necessário (mais sobre isso mais tarde). Para muitos fabricantes de hardware, o sistema de materiais 3D cromático pode representar uma oportunidade única de expandir bastante o alcance do mercado.

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