顆粒材料、與注塑工藝集成……國內知名模壓成型企業推出機器人柔性3D打印設備

國內知名模壓成型裝備制造企業，廣東伊之密精密機械股份有限公司德國分公司與亞琛工業大學塑料加工研究院（IKV）合作開發了機器人柔性增材制造系統SPACE A，其中SpaceA-1 2000-500 H2 3D打印設備亮相2020年TCT 亞洲展。

據伊之密公司表示，目前設備已經完成了國產化生產，并可以在全球進行交付。

面向中小批量可盈利生產

SpaceA系列設備基于熔融沉積3D打印工藝，打印材料為熱塑性塑料顆粒材料，包括通用聚合物材料和纖維增強材料。根據伊之密，在加工通用聚合物材料時，該系統能夠如同注塑成型工藝一樣，達到出色的零件成型速度。此外，還可以加工帶30%碳纖維的PA等高填充和纖維增強聚合物材料。

SpaceA系列設備集成了材料擠出頭和六軸機械臂，并且還可以組合磨削或銑削等減材制造工藝。SpaceA系列3D打印系統可應用于汽車，家用電器，建筑等領域，提供經濟高效的生產方法并實現非常規組件的高質量自動化生產。

伊之密針對汽車應用需求，推出了“PUR+注塑+3D打印” 創新工藝方案。通過ReactPro聚氨酯模內噴涂方案，以UN500DP兩板式注塑機集成PUR設備，再配以InPUR“1+2”模具技術，一步法成型帶局部高光表面的汽車發動機蓋板，SpaceA柔性增材制造系統也參與到發動機蓋板的成型中，在蓋板背部“打印”一層密封結構。

根據3D科學谷的市場觀察，伊之密曾在德國展示過這一3D打印系統與注塑工藝配合使用的情況：機械臂從注塑機上卸下發動機蓋板，并將其放在平臺上，SpaceA打印機使用碳纖維增強聚酰胺材料，在零件上進行筋結構的增材制造。

根據伊之密，SpaceA增材制造系統的應用不僅僅是原型制造，更重要的是能夠達到中小批量的可盈利生產。

3D科學谷Review

伊之密的SpaceA系列3D打印設備采用的3D打印工藝為熔融沉積（FDM），但其材料并不是3D打印長絲，而是注塑生產中也會使用的顆粒材料。

根據3D科學谷的市場觀察，國際上另一家注塑生產領域的企業阿博格，也推出了顆粒塑料3D打印設備- freeformer 系統。該系統以注塑生產中使用的標準顆粒材料作為打印材料，這也意味著材料的價格比3D打印專用材料更為低。打印設備中帶有特殊塑化螺桿的材料準備單元，塑化后無需使用模具即可進行自由成形。阿博格旨在通過這一3D打印技術實現塑料零件的中小批量生產。

此外，顆粒塑料材料3D打印更多被用于大幅面增材制造領域。全球*輛帶有3D打印車身的車輛Strati , 就是Cincinnati的大幅面增制造設備BAAM 和沙特基礎（SABIC）開發的LNPTHERMOCOMP碳纖維增強復合材料制造的。2016年，美國橡樹嶺國家實驗室下設的風能水能技術辦公室，還使用BAAM 設備制造了一款巨大的風電葉片模具。葉片模具長達13米，由BAAM系統分批次打印。

根據3D科學谷的市場觀察，SABIC 為基于顆粒擠出工藝的大型增材制造設備開發了一系列高性能THERMOCOMPAM 材料，他們認為大幅面增材制造為快速，*地生產大型復雜零件提供了新機會，針對性的開發顆粒材料旨在滿足大幅面增材制造的需求。THERMOCOMPAM材料，基于SABIC 的四種無定形樹脂：ABS、PPE、PC和PEI。這些樹脂表現出良好的蠕變性能，并且在恒定壓力下可減少變形。此外，這些材料在冷卻過程中表現出較低的收縮率，這意味著在零件使用過程中具有更高的尺寸穩定性和更少的熱膨脹。

在國內市場中，酷鷹機器人攜手3D打印材料企業Polymaker打造了多個大尺寸粒料打印應用案例，包括上海市和福建泉州兩座大尺寸橋梁，飛機舷窗模具和賽車車身模具。這些應用都使用了增材制造與減材制造相結合的工藝，大大降低了生產周期，節約了成本。

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