盡管聚丙烯(PP)是世界上消費(fèi)量最大的塑料之一，但由于存在層間粘接、翹曲、床層粘接和支撐材料不足等問(wèn)題，它尚未被充分利用到3D打印中。
盡管如此，PP 3D打印材料專(zhuān)家PPprint正致力于改變這一現(xiàn)狀。自四年前成立以來(lái)，該公司已經(jīng)建立了一個(gè)專(zhuān)注于PP的全面材料組合，該公司還為客戶提供打印服務(wù)和支持，以加快PP在增材制造中的使用。
PPprint產(chǎn)品經(jīng)理Sebastian Schmidt談到了在3D打印中使用PP的好處，它相對(duì)于其他高分子材料在FDM 3D打印方面的優(yōu)勢(shì)，以及該公司在汽車(chē)、模具、醫(yī)療技術(shù)等高要求行業(yè)中擴(kuò)大采用PP 3D打印的計(jì)劃。
圖 通過(guò)3D打印的PP(聚丙烯)零件（圖片來(lái)源：PPprint）
3D打印為何選擇PP ?
雖然PLA和ABS在擠出基聚合物3D打印過(guò)程中更常用，但它們并不總能夠提供許多目標(biāo)應(yīng)用所需的性能或質(zhì)量。相比之下，PP提供了許多優(yōu)越的性能，能夠生產(chǎn)出可靠的部件。
首先，PP材料可以有效回收，從可持續(xù)發(fā)展的角度來(lái)看，這是一個(gè)很有吸引力的選擇，而它對(duì)酸、酒精和水的耐化學(xué)性對(duì)許多行業(yè)都很有吸引力。此外，PP還表現(xiàn)出非常好的抗斷裂性和半柔韌性，這意味著PP打印的部件幾乎是不可破壞的。再加上密度低，PP特別適合生產(chǎn)輕質(zhì)和堅(jiān)固的零件。
此外，許多PP牌號(hào)兼容滅菌過(guò)程。此外，它的親膚和食品安全特性，也使其可以用于醫(yī)療技術(shù)和食品接觸應(yīng)用，并提供美觀的高表面質(zhì)量。
但是，由于經(jīng)常出現(xiàn)層間粘著、翹曲、床層粘著、支撐材料不足等問(wèn)題，PP材料3D打印市場(chǎng)仍處于發(fā)展階段。
結(jié)合其先進(jìn)的PP材料組合、特殊設(shè)計(jì)的支持材料和專(zhuān)業(yè)的打印服務(wù)，PPprint正致力于改變這一現(xiàn)狀。
圖 PPprint的全聚丙烯3D打印產(chǎn)品。（圖片來(lái)源：PPprint）
PPprint與眾不同的關(guān)注點(diǎn)
Schmidt表示，PPprint完全專(zhuān)注于PP以及其密切接觸客戶的特點(diǎn)，是其與其他同行的重要不同，因?yàn)樗鞘澜缟衔ㄒ灰患覍?zhuān)注于PP的3 D打印公司。
自2018年成立以來(lái)，PPprint的打印工廠每天都在打印PP零件。“我們知道這種材料的問(wèn)題、優(yōu)點(diǎn)和局限性，而且我們有特定的PP打印技術(shù)，不僅在材料方面，而且在成功地將這種材料應(yīng)用于3D打印方面。”Schmidt說(shuō)道。
PPprint的PP材料與市場(chǎng)上其他商用PP長(zhǎng)絲相比，具有相對(duì)較高的拉伸彈性和層間結(jié)合能力，此外還具有其他一些優(yōu)點(diǎn)。與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手只能在有限的顏色范圍內(nèi)提供PP長(zhǎng)絲不同，PPprint提供了廣泛的顏色和定制顏色的可能性。
PPrint提供了世界上唯一專(zhuān)門(mén)為PP開(kāi)發(fā)的分離支撐材料——P-support 279，它可以創(chuàng)建更復(fù)雜的3D打印形狀和設(shè)計(jì)，而這些設(shè)計(jì)在以前用PP打印是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。該支撐材料可以讓客戶打印具有橋梁、懸吊和開(kāi)口的部件，并在加熱后輕松取下。
PP材料的3D打印過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣的問(wèn)題：材料很難粘到打印床表面。雖然使用市面上的膠水或粘合劑可以解決這個(gè)問(wèn)題，但手動(dòng)打印過(guò)程相當(dāng)混亂、繁瑣，客戶每次想打印東西都必須重復(fù)這一步驟。
為了克服這一難題，PPprint已經(jīng)開(kāi)發(fā)了自己的專(zhuān)利打印床表面——P-Surface 141，它可以安裝在客戶的3D打印機(jī)上，并專(zhuān)門(mén)為打印PP而定制。其他高分子材料，如ABS, PLA和TPU也可以打印在這一3D打印表面。這意味著客戶在打印和切換材料時(shí)不需要移除它。
PPprint與其他材料供應(yīng)商的最大區(qū)別在于其互補(bǔ)的“PP 3D打印包”，包括先進(jìn)的3D打印材料、獨(dú)特的支撐材料、專(zhuān)門(mén)為PP開(kāi)發(fā)的打印床，以及強(qiáng)大的材料科學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)。
“我們?yōu)樗蓄?lèi)型的FDM打印機(jī)提供PP 3D打印包，”P(pán)Pprint解釋說(shuō)，“我們希望使用PP進(jìn)行打印，并讓每個(gè)人都有機(jī)會(huì)進(jìn)行打印，無(wú)論是在入門(mén)級(jí)桌面3D打印機(jī)(如Prusa)上，還是中等價(jià)位的機(jī)器(如Ultimaker或Raise3D)或更高價(jià)格的工業(yè)FDM機(jī)器。”
利用材料實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)對(duì)公司來(lái)說(shuō)也很重要，PPprint的客戶可以把他們打印的支撐材料寄回PPprint，這些材料將被PPprint回收和重復(fù)使用。
PPprint通過(guò)3D打印的各種PP零件（圖片來(lái)源：PPprint）
3D打印PP的市場(chǎng)前景
目前，PPprint的主要市場(chǎng)是醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，因?yàn)樵摴镜牟牧显谄つw接觸領(lǐng)域獲得了認(rèn)證(DIN EN ISO 10993-5)。此外還有汽車(chē)領(lǐng)域，PPprint的能力主要用于功能原型設(shè)計(jì)，就如為德國(guó)汽車(chē)公司做的一樣。PPprint在模具行業(yè)、消費(fèi)品領(lǐng)域和其他用到功能原型的行業(yè)也很活躍。
“特別是在Covid-19大流行期間，來(lái)自醫(yī)療行業(yè)的需求增長(zhǎng)非常快。在此之前，PPprint并沒(méi)有很多醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域的客戶，現(xiàn)在我們有大約60%的客戶來(lái)自醫(yī)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。因?yàn)镻P材料完全適合醫(yī)學(xué)技術(shù)的要求,” Schmidt說(shuō)，“我認(rèn)為醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域?qū)⒋蠓黾覲P的使用。”
PPprint的支撐材料具有與PP長(zhǎng)絲相似的打印外形和性能，可以對(duì)此類(lèi)應(yīng)用進(jìn)行高度定制，在提供最佳機(jī)械性能的同時(shí)，有效地為患者提供功能。
考慮到PP在這些領(lǐng)域和其他領(lǐng)域的應(yīng)用，Schmidt提出可以在硬件和軟件方面進(jìn)行一些優(yōu)化，以進(jìn)一步提高PP的打印性能，從而為更多的應(yīng)用和客戶打開(kāi)大門(mén)。
“在軟件方面，可以優(yōu)化噴頭的驅(qū)動(dòng)方式，這是我們目前正在進(jìn)行的一個(gè)項(xiàng)目，但也可以考慮針對(duì)特定材料優(yōu)化噴頭的形狀，”他解釋說(shuō)，“未來(lái)肯定會(huì)取得進(jìn)展，但這并不意味目前就不能取得一些偉大的成果。”
未來(lái)，PPprint的目標(biāo)是在全球范圍內(nèi)提供PP材料，目前已宣布在北美、印度和中國(guó)提供產(chǎn)品，對(duì)其現(xiàn)有的歐洲市場(chǎng)形成支撐。Schmidt表示，在全球新市場(chǎng)增加材料的可用性是公司發(fā)展的下一步目標(biāo)。
“我們是一家以研究為導(dǎo)向的公司，我們有許多正在進(jìn)行的研究項(xiàng)目，這些項(xiàng)目將會(huì)見(jiàn)證我們發(fā)布專(zhuān)門(mén)為3D打印優(yōu)化的更好的增強(qiáng)材料，比如玻璃纖維、碳酸鈣或其他填充材料。”他解釋說(shuō)，“此外，打印速度也是我們正在研究改進(jìn)PP 3D打印的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，比如創(chuàng)造一種可以以更高速度進(jìn)行3D打印的材料。
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