在整个工业部门和更广泛的制造业中，复合材料因其增强的材料性能和成本效率而日益突出。与高度劳动密集型的传统方法相比，添加剂制造业正准备从根本上改变这些材料的使用方式。在复合材料和添加剂制造的结合点必威手机注册JuggerBot 3D该公司是一家总部位于俄亥俄州的工业3D打印机制造商和材料开发商DSM添必威手机注册加剂制造（现为Covestro).
近年来，两家公司建立了合作伙伴关系，不仅寻求提升JuggerBot 3D的FFF和FGF打印硬件以及Covestro的材料组合，还通过向最终用户展示该技术的好处来促进复合3D打印的整体采用和使用。我们有机会与JuggerBot 3D Vice主席Dan Fernback对富有成效的合作以及即将到来的会议他们正在主持，将深入研究AM的高性能复合材料世界。
加强合作
有趣的是，当JuggerBot 3D和DSM首次结合在一起时，复合材料并不是他们的主要关注点。当时，JuggerBot 3D正在开发其工业3D打印平台，DSM正准备扩大其材料组合，3D打印纤维、颗粒和粉末。
Fernback解释了合作关系是如何诞生的：“在我们正式推出市场上的第一台3D打印机之前，我是通过一位共同的朋友介绍给格雷格·科斯坦蒂诺的。格雷格当时在DSM的工程塑料业务部门工作，正在帮助一位同事评估该公司现在的长丝、颗粒和粉末的3D打印策略文件夹
“帝斯曼正计划利用其在工程级塑料方面的专业知识，提供更多种类的3D打印材料，而JuggerBot 3D正准备引入材料不可知的工业3D打印机，专门设计用于处理帝斯曼必须提供的材料。我们的合作伙伴之间有着非常自然的一致性公司和我们一致认为，合作将有利于产品和业务开发，同时也为各自的客户提供更完整的解决方案。”
最初的会议最终导致了2018年推出的一个试验项目，该项目让潜在用户可以访问这些公司对灯丝材料和3D打印的深入知识，并亲身体验每一种材料。从那时起，两家公司继续协同发展，不仅专注于工程级长丝3D打印，而且越来越多地专注于基于颗粒的AM和纤维增强复合材料。
自合作伙伴成立以来，DSM目前的FFF和FGF投资组合中有一半以上是由复合材料构成的，因此投资组合有所增长。
细丝还是小球，这才是问题所在
在深入研究JuggerBot 3D和DSM产品可用于的各种复合应用程序之前，首先要了解它们各自的产品。需要了解的一个主要问题是，两家公司都与灯丝公司合作和颗粒3D打印（JuggerBot 3D提供硬件和DSM材料）。这两种方法都有独特的优点，适合不同的需要。
芬贝克解释说:“对于高强度复合材料来说，球团和长丝的一个关键区别是增强的量。”“对于长丝，纤维的负载限制在15-20%，因为当你向热塑性塑料中添加纤维时，它会变得更脆，这使得它越来越难以卷线，也更难在3D打印机中处理。与长丝相比，微球材料可以有两到三倍的强度。在这种情况下，材料会更强更硬，更耐热，等等。它以传统复合材料3D打印无法实现的方式提升了这些材料的性能，因此为具有更高性能要求的应用打开了新的机遇。”
今天，DSM的熔融颗粒制造(FGF)组合包括三种关键复合材料:Arnilene®AM6001 GF (G)， Arnite®AM8527 (G)和EcoPaXX®AM4001 GF (G)。其FFF组合包括Novamid®ID1030 CF10，一种碳纤维填充PA6/66共聚物长丝。除了长丝和颗粒材料，帝斯曼的产品组合还包括用于立体光刻和DLP 3D打印的树脂和用于选择性激光烧结的粉末。
在决定是否使用熔融灯丝制造或熔融颗粒制造时，JuggerBot 3D与客户一起评估其应用。“我们通常关注的是所需的材料、零件尺寸、设计的复杂性和所需的公差。长丝3D打印的优势包括生产出具有更精细特征和更好美学特性的零件。颗粒3D打印的优势包括更广泛地获得更高性能的零件（通常更便宜）材料和更快的打印速度。因此FGF通常更适合较大的零件。”
他继续说：“我们与客户密切合作，提供完整的解决方案。特别是在我们与DSM的合作中，我们努力找到正确的材料和打印机组合，为打印设置、零件设计甚至后期处理提供支持。”
商人系列™
2020年，JuggerBot 3D推出了用于FFF和FGF 3D打印的工业级AM系统。商人系列™包括用于长丝基材料的F3-32和用于颗粒挤出的P3-44，适用于使用多种材料（包括DSM的短切纤维复合材料）的大幅面工业3D打印。
3D打印机系列以其集成了多种功能而闻名，这些功能可实现工程材料的优化3D打印，包括纤维填充热塑性塑料。“功能材料和高强度复合材料有点齐头并进，”Fernback说。“在这两种情况下，确保零件质量和可靠性以及消除任何环境违规行为都非常重要。
“这意味着在印刷前充分干燥材料，在整个印刷过程中保持材料干燥，具有可实现一致熔体流动的挤出机，并具有提供足够的第一层附着力和防止翘曲的床。最重要的是，打印机必须具有控制湿度和温度的b我们的Tradesman系列就是这样做的。”
商人系列的有趣之处在于™而复合材料的特点在于，短切纤维的加入实际上可以提高某些功能性热塑性塑料的可印刷性。“复合材料实际上可以缓解处理高性能材料的一些挑战，因为它们通常具有较低的cte，”Fernback解释说。“例如，我们可以打印20%纤维增强的高温材料，而未填充材料可能更有挑战性。”
商人系列™基于一个开放的材料平台，这意味着用户可以使用他们选择的热塑性纤维和颗粒。然而，由于与DSM的合作，用户可以从经过资格预审的工艺参数中获益，从而迅速和有信心地开始印刷。
“与DSM合作的好处之一是，我们可以为客户确定良好的起点，”Fernback说。“例如，如果有人想要打印EcoPaXX AM4001 GF（G），我们可以使用我们的Tradesman系列为其应用建议工艺参数™P3-44。然后，他们可以使用这些工艺参数，或者，如果他们需要，调整它们，以改善工艺或零件性能。”
将复合应用程序
JuggerBot 3D的工业AM系统和帝斯曼的复合3D打印材料的结合为许多行业和广泛的应用创造了机会。芬贝克强调了打印复合材料具有最具颠覆性潜力的五个关键行业:航空航天、海洋、医疗、电子和能源。这些都是已经实施了传统复合材料制造的行业，可以从3D打印中获益。
所有这些行业的一个关键应用群体是模具，特别是复合材料成型。换句话说，复合3D打印材料非常适合制造用于更传统复合材料生产的模具。“复合材料模具的主要应用之一是复合成型，”Fernback指出。“它可以用来促进采用传统的复合材料制造工艺。在许多情况下，工具也是实现价值的最快方式，这主要是因为它不需要对业务处理方式进行哲学上的改变。我们仍然在使用工具，我们只是在使用更有效的方法来构建它，这意味着It成本很低。”ess，并有更快的周转时间。”
复合材料3D打印也非常适合生产最终使用的部件，并可以实现新的部件几何形状和设计。最终用途包括建筑结构组件、核磁共振成像和CT扫描仪等医疗设备组件、电气系统屏蔽、管道和机械部件等等。此外，AM具有较低的前期成本和更大的灵活性的优势。在这种情况下，特别是对于适合快速、大零件的颗粒挤压，数控加工和其他后处理技术可以发挥作用，以实现更紧的公差和更高质量的表面处理。
“我非常看好3D打印和复合材料将产生的影响。3D打印，特别是颗粒3D打印，有助于降低传统复合材料制造的成本，同时提高复合材料零件的响应时间和设计。另一方面，复合材料有助于提高3D打印零件的性能，因此在制造业创造新的应用和价值。”
今年五月收听
为了进一步说明复合材料3D打印的独特优势，JuggerBot 3D和DSM将于2021年5月20日美国东部时间上午11点举办“增材制造趋势:打印高强度复合材料”网络研讨会。必威手机注册在线活动是合作伙伴促进复合材料和工业AM采用的更大合作的一部分。
“我们与Covestro有试验项目，我们为纤维3D打印和颗粒3D打印编写设计指南，我们不断推出教育内容和提供服务，比如今年5月即将举行的网络研讨会，”Fernback说。“在这次活动中，我们将重点关注如何制造用于3D打印的高强度复合材料，以及如何定义它。我们将深入研究材料方面和3D打印方面，为我们所做的工作和我们的试验项目提供一个范例。”
你可以在2021年5月20日注册免费在线活动在这里.
