Nieuwe materialen, printstrategieën en simulatietools op 3D Printing Materials Conference
3D printindustrie snakt naar nieuwe polymeerconcepten Bij kunststoffen spelen materialen een cruciale rol in de brede doorbraak van 3D printen als productietechnologie. Tot nog toe print men vooral met bestaande polymeren. De uitdaging is het om nieuwe polymeerconcepten te ontwikkelen, afgestemd op de specifieke eigenschappen van het 3D print proces.
Fidel Valega Mackenzie, onderzoeker bij TNO en Brightlands Materials Campus (BMC), stelde het onlangs op 3D Printing Materials Conference heel duidelijk: er is behoefte aan materialen die enerzijds integratie van nieuwe functies toelaten, anderzijds qua performance en kwaliteit beheersbaar zijn in het 3D printproces. Veel van de huidige polymeren schieten te kort voor deze technologie. Thermoplasten, gebruikt voor FDM en SLS, voldoen wel qua mechanische eigenschappen aan de industriestandaarden. “De geometrische kwaliteit is slecht”, zegt de onderzoeker. Bij stereolithografie is de geometrie goed, maar is juist de kwaliteit van de materialen een issue. De onderzoekers van TNO en BMC werken daarom aan nieuwe formuleringen. “We willen opschuiven richting nauwkeurige geometrie en super mechanische eigenschappen. Door additieven toe te voegen, kunnen we eigenschappen verbeteren.”
De resultaten van de testen met PVC en andere materialen (grafiek: Chemson Pacific).
40
Dennis Planner tijdens zijn presentatie.
Nieuwe functionaliteiten
Een interessante ontwikkeling is de integratie van nieuwe functionaliteiten door de materiaaleigenschappen aan te passen. Een voorbeeld is een materiaal dat goed printbaar is en tegelijkertijd permeabel, bijvoorbeeld om zuurstof door te laten. Of materialen waarvan de thermische geleidbaarheid beïnvloed kan worden, liefst tijdens het printproces. Een derde voorbeeld: materialen waarvan de optische eigenschappen gestuurd kunnen worden. Om deze ontwikkeling te versnellen, werken de onderzoekers veel met multifysics modelling, simulatiemodellen. Zo heeft men de kinetische, thermische en mechanische effecten die tijdens stereolithografie optreden in een model gebracht. De link tussen deze drie effecten is cruciaal om eigenschappen te voorspellen. Als dat kan, lukt het om de receptuur aan te passen om zo de eigenschappen te sturen. Warpage kan men bijvoorbeeld beïnvloeden door een andere foto-initiator te gebruiken. Een andere samenstelling
print magazine juni 2017