返璞歸真，線材FDM的替代解決方案——顆粒3D打印

導讀：在大多數(shù)人的印象中，F(xiàn)DM 3D打印工藝多是通過沉積熔融材料（通常以塑料絲的形式）來創(chuàng)建層，這是一種經(jīng)典的打印模式。然而，最近，一種同樣基于FDM原理的新方法正在嶄露頭角，它將打印的原材料從線材轉向使用塑料顆�；蚱渌�顆粒狀原料，這就是顆粒3D打印。

顆粒3D打印是一種新的3D打印方法，通過使用顆粒形式的熱塑性塑料來逐層制造零件。越來越多的公司正在開發(fā)使用這種類型材料的機器，甚至是那些標準的3D打印機也可以設計出相應的解決方案，從而與顆粒材料兼容。

塑料顆粒是通過所謂的造粒而獲得的顆粒狀材料。在這個過程中，這些材料可以是化學合成品、塑料、復合材料或礦物，被塑造成顆粒狀的壓縮物料。這些類型的資源主要用于注射成型，盡管正如我們所提到的，它們在3D打印領域中變得越來越被重視，但事實證明，比起當下流行的的線材軸供料模式，顆粒喂料在增材制造中的使用頻次還是有些低。兩種供料模式看起來很矛盾，因為長絲也是由顆粒制成的，但在打印中直接使用顆粒將在整個過程中節(jié)省一整個中間步驟。

△由Tumaker開發(fā)的顆粒擠出機（圖片來源：3Dnatives）

顆粒原料和3D打印

需要記住的一點是，顆粒和長絲需要不同的擠出機來滿足你的打印需求。與長絲相比，顆粒擠出機有一個整體的料倉，它逐漸吸收材料并將其推入熔化區(qū)。在那里，顆粒被軟化到所需的濃度，之后塑料通過噴嘴噴出并沉積在打印平臺上。雖然與長絲擠出相比，這個過程可能看起來有點復雜，但它有許多真正有趣的好處，我們將在下面看到。

至于顆粒3D打印的主要優(yōu)勢，我們發(fā)現(xiàn)由于材料成本低和制造時間短，零件的最終成本明顯降低。通過這種方式，我們可以獲得一種理想的技術，用于生產(chǎn)長系列或大型部件，否則將無法完全獲利。另一個積極的觀點是減少制造過程中的卡料狀況，因為這是使用長絲工作時常見的打印問題。最后，使用顆粒的增材制造使其有可能通過在同一托盤中結合不同顏色的塑料顆粒來創(chuàng)建多色部件。

但在使用顆粒時，特別有趣的是可以獲得的最終特性。在使用長絲時，必須知道它們的物理和化學特性與原材料不完全相同。事實上，當我們制造長絲時，需要對原材料進行加熱，這反過來又會降低其特性。我們對其加熱越多，其降解就越明顯。然后，我們不得不添加添加劑以減少這種降解。因此，得到的結果與初始材料有很大的不同。然而，通過從一開始就使用顆粒，就不需要經(jīng)過這些轉化，使用戶能夠繞過這些降解，并更接近用于注塑成型的塑料的化學和物理特性。

就缺點而言，值得一提的是，目前顆粒狀3D打印不像長絲那樣普遍化，所以開發(fā)適應這些材料的擠出機可能有些困難。此外，在逐層創(chuàng)建部件時，顆粒不像長絲那樣相互連接，而是分散的。這使得控制流速的變化不太容易，而流速的變化對于更復雜的部件來說是必要的。

△顆粒允許減少成本和制造時間

正如我們所看到的，顆粒3D打印的日益普及正在鼓勵越來越多的公司開發(fā)自己的制造解決方案。一個例子是西班牙項目Tumaker，它的顆粒3D打印機適應每個用戶的需求，美國公司Titan Robotics也為用戶提供了在其Atlas打印機上用顆粒打印的機會。

這種新趨勢是否意味著線材3D打印模式的終結？增材制造行業(yè)中會出現(xiàn)哪些押注于這項技術的新玩家？只有未來才能給出答案。