HSS材料网 - 概念验证HDPE

HSS材料网络是一个由选定的专家组成的跨学科网络，致力于使用于增材制造工艺高速烧结（HSS）的新型聚合物材料的开发和鉴定更加灵活和快速。

voxeljet公司的VX200 HSS被设计成一个开源的3D打印系统，并提供全面的工艺参数和温度管理，以便与打印工艺和材料最匹配。HSS材料网络为客户提供了灵活和低风险的增材制造材料开发外包选择。HSS材料网络合作伙伴的互补能力使各种规模的公司都能得到独特的支持，从最初的适用性测试，到具体的开发和参数化，再到材料的认证或市场就绪的资格。这里我们介绍我们的合作伙伴、项目和概念验证。

概念验证 I - 高密度聚乙烯（HDPE）

客户/材料制造商。钻石塑料有限公司
开发和鉴定。弗劳恩霍夫IPA/拜罗伊特大学

1. 究竟什么是高密度聚乙烯，它在哪些行业和产品中被加工？

HDPE是一种高密度聚乙烯（0.94-0.97克/立方厘米），特别是它具有非常好的耐化学品和油脂的特性，以及防水效果。在室温下，HDPE的特点是外观坚硬而有弹性，除了具有非常好的机械性能外，还具有低摩擦和更高的耐磨性。

因此，除其他外，HDPE被用于制造食品和包装行业的产品，特别是用于化学工业。因此，化学品、燃料、水、气体或石油的容器、瓶子和管道都是以HDPE为标准制造的。

2. 与例如基于激光的加工技术相比，通过高速钢加工高密度聚乙烯的优势是什么？

使用激光烧结时，HDPE的工艺窗口非常小，即需要很高的激光功率来熔化粉末颗粒，然而HDPE的机械性能会受到激光造成的高热负荷的负面影响。这导致了材料的脆性。

另一方面，HSS使用红外灯和能量吸收墨水来熔化材料。与基于激光的生产系统相比，粉床的大面积能量暴露确保了能量输入的持续时间大大延长。这使得最高温度大大降低，从而减少了材料的热应力，保持了高密度聚乙烯的良好机械性能。

3. 高密度聚乙烯与其他常见的聚合物如聚酰胺12（PA12）、聚酰胺11（PA11）或聚丙烯（PP）的区别是什么？

与PA12不同，HDPE是一种纯碳氢化合物。这使得HDPE具有非极性、防水性和高度抗化学性。因此，在室温下，HDPE不会被许多溶剂、碱和酸所侵蚀。与PA12或PP类似，高达100%的未印刷的粉末可以被重新使用。

对于PP以及PA12来说，HDPE具有明显的价格优势，因为HDPE是一种广泛使用的大众塑料，其生产成本比PA12或PA11低得多。此外，HDPE是在欧洲生产的，这确保了供应链和交货时间。

4. 高密度聚乙烯的概念验证已经成功进行了。该材料可以用高速钢很好地加工。计划采取哪些进一步的措施？

概念验证是由DiaPow HDPE HX制成的，这是一种由Diamon Plastics GmbH公司开发的用于激光烧结的HDPE粉末，其特点是颗粒大小分布非常均匀，流动性极佳。弗劳恩霍夫IPA的工艺创新项目组和拜罗伊特大学的无害环境生产技术主席进行的工艺分析和初步参数化表明，这种HDPE粉末在高速钢中具有非常好的加工性能。因此，合作伙伴将对HDPE粉末进行优化，并为HSS工艺专门设置参数。重点将放在重现性、部件质量和生产力上，即减少层时间，从而提高印刷产量。最后，经过调整的HDPE粉末将被商业化地推向市场。

特别值得注意的是。当使用高速钢加工时，有可能实现特别高的灵活性。这种灵活性在激光烧结中是很难实现的，比如说。其原因是材料的准时热负荷。这对材料的机械性能有负面的影响。另一方面，在高速钢的情况下，粉末床暴露在一个大的区域内，这增加了能量输入的持续时间并减少了热应力。这就保持了高密度聚乙烯的灵活性。