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3D打印可以用的材料那么多,为什么偏偏选择有机硅?

原标题:3D打印可以用的材料那么多,为什么偏偏选择有机硅?

目前可用于3D打印的材料,常见的有树脂、合金(如镍基铬、钴、铝、钛等)、聚合物、陶瓷、塑料等。凭借ACEO® Imagine Series 100,瓦克成为第一家通过3D打印工业化生产弹性体的公司。而在瓦克首次推出这项具有革命性意义的技术之前,有机硅还无法进行3D打印。而如今,100%有机硅已被用于建模或小批量生产,令许多行业获益匪浅。那么,对于3D打印行业来说,“100%有机硅真正的弹性体究竟有何特殊之处?

对此,我们特意邀请到了来自德国瓦克ACEO®专家团队Bernd Pachaly博士,下面将以采访的问答形式与大家分享一些对于有机硅材料应用于3D打印技术的深刻见解,帮大家一起揭开有机硅3D打印的神秘面纱。

本期采访嘉宾:

Bernd Pachaly博士

柏林工业大学化学博士学位,1984年在威斯康星大学进行博士后研究。在有机硅领域拥有多年的研究工作经历。1985年,加入瓦克化学集团。先后担任过核心研发部门主管、有机硅业务研发经理以及有机硅工程部的业务团队主管等职务。2013年,接管有机硅创新业务,自2017年以来,一直负责有机硅3D打印项目

Q1. Pachaly博士,请问有机硅到底是什么?

A: 有机硅学名聚硅氧烷,是一类其主链由硅氧原子交替而成的聚合物的总称。在这类材料中,硅橡胶是重要的成员,它由液体硅橡胶或固体硅橡胶通过多种交联反应而制成。

Q2. ACEO®使用的是哪种类型的有机硅?

A: ACEO®使用的是液体硅橡胶,这种材料由于被瓦克广泛用于注射成型而早已熟为人知。作为瓦克旗下品牌之一,ACEO®受益于瓦克70余年的有机硅专业技术知识,持续不断地开发这类有机硅,以满足具体的应用要求。

硅橡胶的主要成分是有机硅聚合物、交联剂、补强填料和催化剂,这些材料与高粘度混合物发生交联反应后便形成橡胶。其中不使用任何有机物或共聚物,并且成品为真实的橡胶(100%有机硅),而非类橡胶材料。此外,这种交联反应是一种铂催化硅氢加成反应,没有副产物或残留物

Q3. 与其它类型的橡胶相比,100%有机硅有何特别之处?

A: 令合成橡胶无法企及的是,有机硅拥有独特的化学与机械性能,例如:

  • 柔韧性和弹性
  • 耐候性
  • 应用温度范围广
  • 抗辐射性
  • 生物惰性

通常情况下,硅橡胶具有生物相容性,并符合食品应用要求。因其本身具有稳定性,所以无需任何添加剂和稳定剂

Q4. 与有机硅注射成型相比,有机硅3D打印拥有哪些优势?

A: 有机硅3D打印无需使用任何工具或模具,便可直接将数字模型转换为实物,从而降低生产成本,特别是用于建模或小批量生产时,尤其如此。

有机硅3D打印的另一个优势在于节省生产时间:可以大幅缩短工艺周期;同时可在产品开发期间快速改进产品。

每一个3D打印部件都能进行个性化定制,从而满足口腔或牙齿护理等行业的需求,便于制作模拟人体组织的解剖模型

ACEO®可根据具体的应用要求提供定制化有机硅

Q5. 3D打印的100%有机硅能够让哪些应用和行业受益?

A: 交通运输或机械设备等工业领域,快速建模、产品小批量生产以及按需生产备件都非常重要。

医疗领域,凭借有机硅3D打印,可生产牙用夹或解剖模型等个性化定制应用,并且ACEO®产品还有助于根据具体病人的不同情况进行定制化治疗,从而进一步推动医学教育和术前计划的制定

瓦克拥有着70多年的有机硅专业知识与技术,因此每道工序都满足最高的行业标准

图片来源:瓦克化学)

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