3D打印颗粒材料的成本和打印效率怎么样
所有3D打印长丝最初均以颗粒形式存在(塑料颗粒),那么为何不直接跳过长丝,使用原材料进行打印?
直接采用聚合物颗粒打印的技术——通常被称为熔融颗粒成型(FGF)或直接挤出工艺——不仅能显著降低成本(每公斤打印成本预计可减少65%至90%),还可实现大型部件的快速打印。更重要的是,该技术可直接利用切碎的失败打印件、支撑结构及其他塑料废料进行再利用。颗粒材料之所以比线材更经济,不仅因省去了长丝加工环节,还因颗粒状塑料已广泛应用于注塑成型等制造领域,市场庞大且竞争激烈,从而维持了较低价格。可用的颗粒种类丰富,涵盖聚乳酸(PLA)到耐高温工程级热塑性塑料(如增强尼龙、聚醚醚酮PEEK)。
过去五年间,工业级颗粒进料挤压式3D打印机发展迅猛,而桌面级设备则逐渐式微。目前,该技术更适用于需大量材料的大型部件,且经济性突出。
尽管环保导向的消费者可能期望将失败打印件重新投入机器,但相关产品生态(如塑料粉碎机、平价颗粒3D打印机)尚未成熟。当前市场上仅少数桌面型颗粒3D打印机,主要面向科研机构与高校。Creality旗下子公司Piocreat是例外,其2024年推出的桌面型颗粒3D打印机G5售价达5800美元,仍属高端价位。
对于需频繁打印大型部件的商业制造商而言,采用颗粒及再生塑料碎料(部分场景还涉及金属颗粒)进行3D打印,兼具经济与环境效益。
颗粒打印:优势与挑战
这种材料形式的微小改变,在3D打印领域却能带来显著差异,但也伴随一些局限。颗粒打印机的速度更快、吞吐量更高,尤其在打印大型部件时,相较于传统FDM线材打印优势明显。
据3D打印颗粒企业Convestro研究,线材打印机的典型吞吐量为每小时2.27至113克,而颗粒打印机的吞吐量可达每小时227克至9公斤。
使用颗粒材料进行3D打印通常不会影响最终部件的机械性能。评估测试显示,颗粒打印效果与FDM线材打印相当,某些情况下甚至因省去长丝二次加工步骤,可能改善机械特性(如拉伸强度)。