聚丙烯（PP）作為熱塑性塑料聚合物，因其優(yōu)秀的機械、熱和化學性能而被廣泛使用，是全球第二大最常用的聚合物。3D打印聚丙烯材料長期以來以用于材料擠出3D打印工藝的線材較為常見。近年來，化工材料企業(yè)逐漸推出了面向工業(yè)級塑料3D打印技術的聚丙烯材料，通過增材制造技術為汽車、醫(yī)療、基礎設施等領域的制造商提供小批量生產(chǎn)、橋梁式制造解決方案，或實現(xiàn)更為復雜的聚丙烯零件設計。

      在這一趨勢下，聚丙烯3D打印材料的種類進一步豐富，涵蓋了用于選區(qū)激光燒結、高速燒結、多射流熔融在內(nèi)的工業(yè)級增材制造技術領域。近日，化工材料企業(yè)帝斯曼（DSM）推出了聚丙烯3D打印顆粒材料，用于熔融顆粒制造（FGF）3D打印工藝，再次豐富了聚丙烯3D打印材料家族。

 更廣泛的工業(yè)應用

    DSM 推出的聚丙烯材料是一種玻璃纖維填充的聚丙烯材料-Arnilene ? AM6001 GF（G），用于熔融顆粒制造（FGF）3D打印技術。AM6001 GF（G）中的（G）代表顆粒，該材料與高通量生產(chǎn)中所用的聚丙烯材料為相同的基體材料。帝斯曼與設備合作伙伴合作，在封閉式和開放式腔體打印機上驗證材料，從而優(yōu)化FGF打印材料。

DSM PP顆粒材料3D打印應用-污水檢查井組件。來源：DSM

DSM 通過結合材料專業(yè)知識、建模和仿真、面向增材制造的設計和制造專業(yè)知識，使得玻璃纖維填充聚丙烯材料達到理想的機械、熱和化學性能。

Arnilene ? AM6001 GF（G）應用領域：

• 低溫模具
• 需要連續(xù)使用溫度高達130°C的應用
• 結構、剛性或堅固零件
• 海洋水環(huán)境中的應用
• 輕量化設計和需要抗沖擊性零件，替代金屬
• 汽車應用
• 基礎設施和水管理

主要優(yōu)勢：

• 機械性能
• 溫度能力：135°C的高熱變形溫度
• 耐化學性
• 可打印性：易于在各種FGF熔融顆粒制造3D打印機上進行處理
• 后期處理：易于加工、銑削

 Review

正如DSM增材制造創(chuàng)新總監(jiān)Geoff Gardner 所說，工程塑料的3D打印可用性，是塑料聚合物增材制造革命的下一步。聚丙烯是一種半結晶的工程塑料，結合增材制造在無模具、易于實現(xiàn)復雜設計的優(yōu)勢，聚丙烯3D打印將為工業(yè)界帶來相對低成本的增材制造解決方案。

《3D打印塑料白皮書》。來源：3D科學谷

3D科學谷在此借助市場上兩種典型的工業(yè)級塑料增材制造技術及其聚丙烯材料的應用，來看一下聚丙烯3D打印的應用潛力。

 MJF 3D打印聚丙烯

惠普在2020年向市場推出的聚丙烯材料，是多射流熔融（MJF ）3D打印材料家族中成本相對低的，以較低的成本生產(chǎn)出MJF技術打印的功能部件，這將激活很多以往因價格限制而無法實現(xiàn)的應用，幫助工業(yè)用戶在成本、設計、性能和產(chǎn)能中實現(xiàn)平衡，找到合適的價格和材料?；萜胀瞥鍪袌龅?D打印PP材料，將為工業(yè)領域帶來更豐富的3D打印規(guī)模生產(chǎn)應用。

惠普PP 材料3D打印應用案例。來源：惠普

惠普在前期費了大量精力來研究Multi Jet Fusion技術與PP材料的適配性，最終解決了其特殊的平面成型性能以及與工程塑料零件難以銜接搭配的問題。在巴斯夫的助力下，適配惠普3D打印技術的PP材料正式推出，并將廣泛用于汽車、消費品、工業(yè)和醫(yī)療領域的應用。

惠普3D打印將PP 3D打印材料的特點總結如下：

• 突破性的經(jīng)濟性：相比起目前HP 3D 打印最常用的材料PA12，聚丙烯的成本相對要低很多，最高可節(jié)省30%的花費。
• 出色的機械性能：PP材質是適配于HP Jet Fusion 5200 系列3D打印解決方案，可提供高生產(chǎn)率，并最大程度地減少工業(yè)級制造的浪費。
• 可復用性：PP材料可以100%回收剩余粉末，進一步提升材料利用率。
• 出色的耐化學性、低吸濕性和長期耐用性：是管道、流體輸送系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和容器等要求長期吸水量低的應用，PP 材料3D打印零件經(jīng)過相應后處理之后，還可用于要求完全不吸水的應用。

 HSS 3D打印聚丙烯

voxeljet-維捷推出了用于高速燒結（HSS）3D打印技術的聚丙烯材料。該材料不會出現(xiàn)應力開裂問題，并在較高溫度下具有出色的耐電性和耐化學性。PP材料在塑料零件制造中的應用非常廣泛，例如汽車保險杠、外飾件的制造中都會用到PP材料，針對這類應用開發(fā)的PP材料，具有低線性熱膨脹系數(shù)和比重，具有可加工性和沖擊/剛度平衡。

HSS 3D打印聚丙烯的應用領域包括：

• 汽車
• 電氣/電子
• 工業(yè)應用
• 消費產(chǎn)品
• 家庭用品