回收SLS 3D打印尼龍廢料，重新打印零件，Stratasys選擇性紅外熔融技術革新

2024年10月19日，南極熊獲悉，3D打印領軍企業(yè)Stratasys開發(fā)了選擇性吸收熔融（SAF）平臺以解決3D打印的材料浪費問題，有望顯著改善3D打印的環(huán)保性能。



粉末3D打印的浪費問題

在各種3D打印技術中，聚合物粉末床系統(tǒng)因"新粉率"要求而產(chǎn)生大量浪費。未燒結的粉末經(jīng)過打印循環(huán)后，重復使用次數(shù)有限。為維持打印質(zhì)量，通常需要將高達50%的使用過的粉末與新材料混合，剩余部分則被廢棄。目前，這種材料浪費已被納入粉末床打印的經(jīng)濟考量中。然而，考慮到尼龍粉末平均成本為50美元/公斤，大規(guī)模使用該技術的企業(yè)每年僅因材料浪費就可能產(chǎn)生高達六位數(shù)的額外支出。

更令人擔憂的是環(huán)境影響。生產(chǎn)1公斤尼龍粉末約產(chǎn)生8公斤二氧化碳當量。根據(jù)增材制造研究數(shù)據(jù)，2023年尼龍粉末總出貨量為6300公噸，相當于50000公噸二氧化碳當量排放，等同于12000輛汽車每輛行駛10000英里的排放量。鑒于平均25%的材料被浪費，減少經(jīng)濟和環(huán)境成本的壓力日益凸顯。

SAF技術：將廢料轉(zhuǎn)化為零件

Stratasys通過SAF平臺提出了一個創(chuàng)新解決方案，有望大幅提高廢料回收率。該技術利用獨特的設計元素和先進的紅外（IR）熔融策略，與惠普的多射流熔融（MJF）工藝有所不同，SAF技術克服了粉末多次打印循環(huán)后分子結構變化帶來的挑戰(zhàn)。其關鍵在于采用單向打印架，確保打印床上每個位置經(jīng)歷相同的涂層、加熱和冷卻時間間隔，從而實現(xiàn)一致的熱輸入和均勻收縮。這種對熱環(huán)境更高程度的控制使SAF能夠有效整合其他技術無法利用的廢棄尼龍粉末。


△ 一個使用Stratasys的SAF 3D打印技術制造的部件

更環(huán)保、更經(jīng)濟的3D打印

實踐中，SAF平臺為用戶帶來兩大優(yōu)勢：首先，SAF系統(tǒng)用戶將減少材料浪費，從而降低整體材料成本。SAF系統(tǒng)可以重新利用其他粉末床技術的廢棄粉末，為尋求最小化環(huán)境足跡同時保持生產(chǎn)效率的企業(yè)提供理想解決方案。

西班牙的Wehl Green等多家試點客戶已經(jīng)使用激光燒結打印機回收的廢棄聚合物粉末生產(chǎn)零件和工具，并對打印零件的表面光潔度和機械性能給予積極評價。基于這些反饋，Stratasys有信心SAF系統(tǒng)及廢粉打印升級功能將在市場中占據(jù)獨特地位。

Stratasys內(nèi)部已經(jīng)進行這個項目多年。隨著增材制造行業(yè)調(diào)查顯示可持續(xù)性日益成為3D打印用戶的高優(yōu)先級問題，公司決定在2024年法蘭克福國際精密鑄造及3D打印展覽會（Formnext 2024）上正式推出廢棄PA12粉末重新打印的功能。這一創(chuàng)新不僅有望大幅降低3D打印的環(huán)境影響，還將為企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益，標志著3D打印技術向更可持續(xù)發(fā)展邁出了重要一步。