红外线加热管为3D打印带来无限可能—开若纳总经理夏金飞专访

　　​将红外线加热管应用到3D打印中,这种创新技术改进了行业工艺,进一步促进了3D打印的快速发展。开若纳科技有限公司就 是在这一领域率先进行探索和实践的领头羊企业,为此,我们特别采访了开若纳科技有限公司总经理夏金飞,为我们解读其中蕴含着的诸多商机。

　　3D打印是目前比较时髦的一个前瞻性行业,但并没达到普及,其中很大原因是技术限制。据夏金飞介绍,目前材料挤出是聚合物添加剂制造或3D打印中使用最广泛的技术。这一过程通常 被称为熔融沉积模型或熔融丝制造,迄今主要用于3D打印热塑性塑料、聚合物共混物和复合材料。但这种制造工艺也有他的弊端,就是这些部件的功能使用可能受到机械各向异性的限制,其 中打印部件在构建方向(z方向)上跨连续层的强度可能显著低于相应的平面内强度(x-y方向)。这主要是由于印刷层之间的粘结性差,而造成这种结果的原因就是较低的层在沉积下一层之前温度 低于玻璃化转变温度,玻璃化转变温度可以理解为类似金属的熔点,只不过对于塑料来说这是一个范围。而利用红外加热,恰好在沉积新材料之前提高印刷层的表面温度,可以改善组件的层间强度。

　　红外加热管技术不是一个新技术,但将红外加热技术应用于3D打印确鲜有人尝试,夏金飞为了验证他的设想,与湖南华曙高科技有限公司展开了合作,后者正好是一家3D打印设备的公司。

　　“在打印设备前方增加了我们的红外热管后,就能达到本层打印材料与上层材料之间的粘合温度在玻璃化温度之上,就达到了红外热管加热的效果,从而可以增强竖向的粘合强度。”

　　为此,夏金飞设置了不同的热照射条件和印刷速度等多种实验组,使用20%短切碳纤维增强的丙烯腈丁二烯苯乙烯进行不断实验。最后,夏金飞发现,当基底材料冷却到玻璃化转变温度以下,并且在沉积下一层之前,利用红外预热将衬底适度加热到玻璃化转变温度以上时,竖直方向的粘合强度显著提高。

　　夏金飞的理论设想被验证成功。通俗地讲,就是红外线加热管将3D打印变成了一个真正的融合体,而非一层一层的搭叠。以前我们看到的都是一层一层的罗列,现在将红外线加热管应用到3D打印中,它每层之间的粘合度增强,再也不是分层打印,而真正变为一个整体了。

　　这个技术对3D打印行业来讲,是一个特别大的进步,也是首创。每层的粘合度提高了,就意味着整体性增强了。

　　“如果这种技术的竖向沉积粘合强度的问题可以解决,就可以实现大体积/高强度的塑料材料的3D打印,这样这种技术就可能对汽车,航空和能源部门产生重大的影响。我们下一步的要做的事情就是细化红外灯的结构和改善主动控制基底温度,让红外灯在工业化生产中得到应用。”夏金飞在红外加热管与3D打印的结合应用领域探索得越来越深。

　　每一个小小的科学实践,都会推动我们的生活的巨大改善, 科技的进步最终会造福人类。一个小小的红外加热管,通过夏金飞的大胆设想和细心验证,就能促进一个行业的技术改善,并最终推进社会生产力的提高,为我们生活带来无限可能。(法兰)