Развитие полипропиленовой 3D-печати с помощью PPPRINT

Несмотря на то, что полипропилен (ПП) является одним из самых потребляемых в мире пластиков, он еще не в полной мере используется для 3D-печати из-за проблем, связанных с межслойным соединением, короблением, адгезией слоя и недостаточным количеством вспомогательных материалов.

Компания PPprint, специализирующаяся на материалах для 3D-печати из полипропилена, стремится изменить эту ситуацию. С момента своего основания четыре года назад компания создала обширный портфель материалов, предназначенных для ПП, а также предлагает услуги печати и поддержку своим клиентам, чтобы ускорить использование ПП в аддитивном производстве.

Я поговорил с менеджером по продукции Себастьяном Шмидтом о преимуществах ПП и его преимуществах перед другими полимерными материалами для FDM 3D-печати, а также об амбициозных планах компании по расширению применения ПП 3D-печати в таких требовательных отраслях, как автомобилестроение, инструментальная промышленность, медицинская техника и другие.

"Самое замечательное в полипропилене, и почему он так широко используется в литье под давлением и экструзии, это его универсальный профиль свойств", - сказал он. ПП настолько широко применим, что его используют как межотраслевой материал, что позволяет применять его в широком диапазоне - от изделий в медицинской технике до автомобильного сектора".

"БЛАГОДАРЯ ЭТОМУ ПРЕВОСХОДНОМУ ПРОФИЛЮ СВОЙСТВ, ОЖИДАЕТСЯ, ЧТО В БЛИЖАЙШИЕ ГОДЫ ДОЛЯ РЫНКА ПОЛИПРОПИЛЕНА В 3D-ПЕЧАТИ ЗНАЧИТЕЛЬНО УВЕЛИЧИТСЯ".

Детали из полипропилена, 3D-печатанные компанией PPprint. Фото: PPprint.

Почему стоит выбрать полипропилен для 3D-печати?

Хотя PLA и ABS являются наиболее часто используемыми полимерами в процессах 3D-печати на основе экструзии, они не всегда предлагают желаемые свойства или качество, требуемые для многих целевых применений. В отличие от них, полипропилен обладает рядом превосходных свойств, которые делают его пригодным для производства надежных деталей.

Во-первых, этот материал может быть эффективно переработан, что делает его привлекательным выбором с точки зрения экологичности, а его химическая стойкость к кислотам, спирту и воде привлекательна для многих отраслей промышленности. ПП также обладает очень хорошей прочностью на разрыв и полугибкостью, что означает, что детали практически не ломаются. В сочетании с низкой плотностью полипропилен особенно подходит для производства легких и прочных деталей.

Кроме того, многие марки ПП совместимы с процессами стерилизации и легко очищаются как вручную, так и в посудомоечной машине. Дружественный к коже и безопасный для пищевых продуктов, полипропилен может также использоваться в медицинской технике и в приложениях, контактирующих с пищевыми продуктами, и имеет преимущество в обеспечении эстетически высокого качества поверхности.

Из-за проблем, часто связанных с межслойной адгезией, короблением, адгезией слоя и неадекватными вспомогательными материалами, рынок 3D-печати с использованием полипропиленового материала все еще находится на стадии развития.

Компания PPprint стремится изменить эту ситуацию благодаря своему передовому портфелю материалов из ПП, специально разработанным вспомогательным материалам и специализированным услугам печати. Основатели компании имеют десятилетия опыта работы с ПП и объединили свои знания, чтобы предложить клиентам комплексное ноу-хау и поддержку при внедрении ПП в их производственные процессы.

Полное предложение компании PPprint по 3D-печати из полипропилена. Изображение через PPprint.

Отличия PPprint

Хотя в качестве основных конкурентов PPprint называет такие известные компании, как BASF, Braskem, Verbatim и FormFutura, компания утверждает, что абсолютная ориентация на полипропилен и тесный контакт с клиентами выгодно отличают PPprint на рынке, поскольку это единственная компания в мире, которая специализируется исключительно на 3D-печати из полипропилена.

"Мы являемся специалистами по 3D-печати полипропиленом", - сказал Шмидт. "С момента нашего основания в 2018 году мы ежедневно печатаем детали из ПП на нашей печатной фабрике. Мы знаем проблемы, преимущества и ограничения этого материала, и у нас есть специальные ноу-хау по печати на ПП, не только в отношении материала, но и в отношении успешного использования материала в 3D-печати".

ПП-материалы PPprint обладают относительно более высокой эластичностью при растяжении и межслойным соединением, чем другие коммерческие ПП-филаменты на рынке, а также обеспечивают ряд других преимуществ. В отличие от своих конкурентов, которые предлагают только полипропиленовые нити в ограниченной цветовой гамме, PPprint предлагает широкий выбор цветов и возможность создания индивидуальных цветов.

PPrint предлагает единственный в мире отрывной поддерживающий материал, специально разработанный для ПП, P-support 279, который позволяет создавать гораздо более сложные 3D-печатные формы и конструкции, которые ранее были недостижимы при печати с использованием ПП. Поддерживающий материал позволяет клиентам печатать детали с мостами, выступами и отверстиями, и его можно легко удалить при нагревании.

Одним из распространенных недостатков 3D-печати с использованием ПП является нежелание материала прилипать к поверхности принтера. Хотя использование имеющихся в продаже клеевых карандашей или клеев может решить эту проблему, ручной процесс довольно грязный, утомительный и такой, который клиентам придется повторять каждый раз, когда они хотят что-то напечатать.

Чтобы решить эту проблему, компания PPprint разработала собственную патентованную поверхность печатной основы P-Surface 141, которая может быть установлена на 3D-принтеры клиентов и специально предназначена для печати из полипропилена. Другие полимерные материалы, такие как ABS, PLA и TPU, также могут быть напечатаны на этой рабочей поверхности 3D-принтера, что означает, что клиентам не нужно снимать ее между отпечатками и при переходе от одного материала к другому.

"В дополнение к полному ассортименту продукции PPprint мы предлагаем техническую поддержку и совместно с нашими клиентами оптимизируем, проектируем и печатаем детали из ПП", - добавил Шмидт. "Как разработчики материалов и эксперты в области 3D-печати, мы предлагаем клиентам решения по материалам с ПП для удовлетворения их конкретных потребностей".

По словам Шмидта, главным отличием PPprint от других поставщиков материалов является дополнительный "пакет для 3D-печати на ПП", состоящий из передовых материалов для 3D-печати, уникального вспомогательного материала, специально разработанного печатного слоя для ПП в сочетании с сильным материаловедческим опытом.

"Мы предлагаем пакеты для всех типов FDM-принтеров", - пояснил Шмидт. "Мы хотим обеспечить возможность печати с использованием ПП и дать всем возможность печатать, будь то на настольном 3D-принтере начального уровня, таком как Prusa, на машинах средней ценовой категории, таких как Ultimaker или Raise3D, или на более дорогих промышленных FDM-машинах".

Достижение циркулярной экономики при использовании своих материалов также важно для компании, чтобы дать клиентам PPprint возможность отправлять обратно напечатанные вспомогательные материалы, которые затем будут переработаны PPprint и использованы повторно.

Разнообразные полипропиленовые детали, напечатанные компанией PPprint в 3D. Фотография предоставлена компанией PPrint.

Расширение рынка сбыта полипропилена

В настоящее время основными рынками сбыта PPprint являются сектор медицинской техники, благодаря сертификации материалов компании в этой области в отношении контакта с кожей (DIN EN ISO 10993-5), а также автомобильный сектор, где возможности компании используются в основном для создания функциональных прототипов, например, для немецких автомобильных компаний. Компания также активно работает в инструментальной промышленности благодаря широкому профилю свойств, а также в сфере производства потребительских товаров и других отраслях, где используется функциональное прототипирование.

"Особенно во время пандемии Ковид-19 спрос вырос еще больше, раньше у нас не было много клиентов в области медицинских технологий, а теперь, вероятно, 60 процентов наших клиентов приходят из области медицинских технологий, потому что материал идеально подходит для этих применений", - говорит Шмидт. "Я думаю, что сфера медицинских технологий значительно увеличит использование ПП, без этого никак не обойтись".

Поддерживающий материал PPprint, который имеет такой же профиль печати и свойства, как и его полипропиленовая нить, обеспечивает высокую степень персонализации таких приложений, чтобы они были эффективно функциональны для пациентов, обеспечивая при этом оптимальные механические свойства.

Рассматривая вопрос о том, как можно увеличить внедрение ПП в этих и других секторах, Шмидт считает, что для дальнейшего улучшения пригодности ПП к печати и, следовательно, открытия его для большего числа приложений и клиентов, потребуется оптимизация как аппаратного, так и программного обеспечения.

"Что касается программного обеспечения и нарезки, то можно оптимизировать управление печатающими головками, над чем мы сейчас работаем, а также можно подумать об оптимизации формы сопла для конкретного материала", - пояснил он. "В будущем, безусловно, будет достигнут прогресс в этой области, но это не значит, что уже сейчас нельзя добиться отличных результатов".

В дальнейшем компания PPprint намерена поставлять свои полипропиленовые материалы по всему миру и уже объявила о доступности продукции в Северной Америке, Индии и Китае, чтобы укрепить существующий европейский рынок. Увеличение доступности своих материалов на новых рынках по всему миру является следующим шагом на пути роста компании, сказал Шмидт.

"Мы - компания, ориентированная на исследования, и у нас есть много исследовательских проектов, в рамках которых мы будем выпускать более совершенные армированные материалы, специально оптимизированные для 3D-печати, такие как стекловолокно, карбонат кальция или другие наполнители", - пояснил он. "Также ключевым вопросом является скорость, мы ищем способы улучшить печать на ПП, например, создать материал, который можно печатать с более высокой скоростью".

НАША ЦЕЛЬ - РОСТ, И ПОСКОЛЬКУ В ПОСЛЕДНИЕ ГОДЫ ПОЛИПРОПИЛЕН НАЧАЛ РАСТИ НА РЫНКЕ, ИНТЕРЕС К НЕМУ СТАЛ ВЫШЕ, И МЫ СТАРАЕМСЯ БЫТЬ ЧАСТЬЮ ЭТОГО ДВИЖЕНИЯ". PP ОПРЕДЕЛЕННО БУДЕТ ОДНИМ ИЗ МАТЕРИАЛОВ, КОТОРЫЕ БУДУТ ИМЕТЬ ЗНАЧИТЕЛЬНУЮ ДОЛЮ НА РЫНКЕ 3D-ПЕЧАТИ".