加拿大初创公司Fortis3D正在为一系列工业应用推出两种新的3D打印材料。伴随着PA-GF20和PK-GF20的推出，Fortis3D对这两种长丝的材料特性进行了详细分析，使工程师可以了解其优点和适合的应用场景。
利用聚合物工程的背景，Fortis3D的科学家和工程师团队创造了增强型聚酰胺（PA），以及聚酮（PK）3D打印长丝，它们比其他材料更坚固，而且玻璃纤维含量更低。
Fortis3D的业务经理Wayne Lam称："我们发现，市场上大多数纤维增强的长丝可以生产出相对坚固的部件，但它们的强度远不及传统的注塑成型纤维增强树脂。我们想让更多的用户能够使用高强度的材料，而不仅仅是那些拥有昂贵工业机器的用户。考虑到这两个目标，我们开发了这两种材料，使其成为市场上最坚固的材料，甚至允许使用中档打印机的用户制造出具有很高强度的零件。”
PA-GF20和PK-GF20的特性
Fortis3D的PA-GF20和PK-GF20短切玻璃纤维增强材料可用于3D打印高性能功能部件。除了卓越的机械强度外，这两种材料还具有耐化学、耐高温、耐冲击和耐磨损的特点，使它们在恶劣的环境中能够经久耐用。这些材料的应用范围从工业终端部件到夹具。
行业中的大多数其他玻璃纤维增强长丝使用非常短（100-300µm）的研磨玻璃纤维，并将其混入各种树脂中。尽管它们具有良好的强度和可打印性，但可能会非常脆。切断的玻璃纤维长度比较长（3毫米），就能提供非常高的强度，同时保留了基础塑料材料的更多韧性，但在混合时更具有挑战性。这两种类型的纤维在复合过程中通常会断裂得更多，导致最终产品中的纤维更短；因此在加工时必须采取预防措施，以尽量减少纤维的断裂。
3D打印材料PA-GF20和PK-GF20的技术数据
Fortis3D的开发团队优化了纤维负荷和加工变量，以产生该领域中 "最强 "的纤维增强聚酰胺长丝之一，其玻璃纤维含量较低。降低的玻璃纤维含量增强了打印性能，减小了喷嘴磨损和增加了表面光洁度。为了在调整后仍能达到78MPa的高拉伸强度，还额外采用了一种化学耦合剂，以加强玻璃纤维和聚合物基体之间的粘合力。
与注塑成型相比，它提供了超过90%的抗拉强度保有量，比其他领先品牌的玻璃纤维和碳纤维增强尼龙材料更坚韧。与典型的玻璃纤维增强PA6长丝相比，采用与Fortis3D的SnapPrint PA类似的尼龙共聚物时，吸湿率降低了30%。与玻璃纤维增强PA6长丝相比，即使放置在环境条件下，拉丝现象也已降至最低。
聚酮（PK）是丙烯、乙烯和一氧化碳的三元共聚物，其特点与PA12相似，但降低了吸湿性，其耐化学性和耐冲击性更高，能够减少摩擦和磨损。它还能在吸湿后保持机械强度，这一点与尼龙不同。在环境方面，聚酮生产所产生的二氧化碳比尼龙生产减少60%。然而，由于会产生过度的翘曲和对大多数成型台粘合剂和材料没有粘性，所以它极难独立打印。
为了解决这个问题，Fortis3D的开发团队创造了一种专有配方，大大减少了翘曲，只用PVA胶水就能符合大多数成型台材料。添加了切碎的玻璃纤维来增强强度和刚度，从而使这种材料可以与行业中其他碳纤维或玻璃纤维增强的尼龙相媲美，而没有过度吸收水分的危险。与典型的玻璃纤维增强PA6长丝相比，吸湿性降低了约70%，这意味着在一星期的环境条件下，可以限制拉丝的次数，使零件强度不受影响。
来源：环球聚氨酯
原文始发于微信公众号（艾邦高分子）：Fortis3D推出强度极高的玻璃纤维增强尼龙和聚酮3D打印长丝
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