文/本刊記者Lilli Manolis Sherman

SABIC公司針對一系列新的3D打印工藝開發(fā)了大量基于其工程樹脂的特種產(chǎn)品。

在過去3年里，SABIC公司（美國辦事處位于休斯頓）加大力度實現(xiàn)使用增材制造工藝進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。重點是優(yōu)化用于增材工藝（又名“3D打印”）的材料開發(fā)，使它們能夠滿足那些受到嚴(yán)格監(jiān)管的終端應(yīng)用領(lǐng)域如航空航天、醫(yī)療等對于材料性能的要求。

SABIC公司一直致力于開發(fā)用于熔融沉積建模（FDM）和熔絲制造（FFF）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）和大幅面增材制造（LFAM）等增材工藝的材料。新的長絲和粉末

SABIC公司作為工程樹脂的供應(yīng)商已經(jīng)活躍了十多年，向那些為FDM工藝生產(chǎn)長絲的客戶提供產(chǎn)品和服務(wù)。該公司最著名的是作為Ultem PEI樹脂供應(yīng)商，向位于明尼蘇達(dá)州Eden Prairie的Stratasys公司提供樹脂，在其Fortus系列工業(yè)FDM打印機(jī)中使用。

兩種新型的Thermocomp AM復(fù)合物被用于Livrea游艇公司的一款概念船體——一種碳纖維增強(qiáng)PPE用于船體的外層，一種碳纖維增強(qiáng)PEI用于內(nèi)部格子框架支撐結(jié)構(gòu)

2014年，SABIC公司在涉足LFAM新興技術(shù)時開始擴(kuò)大其業(yè)務(wù)范圍。例如，該公司是Local Motors、橡樹嶺國家實驗室和辛辛那提公司之間一項合作項目的贊助商，在芝加哥2014 IMTS展會上現(xiàn)場打印Strati電動車即是該項目的成果。

2017年5月，SABIC公司針對LFAM推出了它的Thermocomp AM復(fù)合物初始產(chǎn)品組合。這些材料的打印參數(shù)和機(jī)械性能是根據(jù)大面積增材制造（BAAM）機(jī)器上打印的測試樣本確定的。用碳纖維或玻璃纖維增強(qiáng)這些新的復(fù)合物可用于模具、航空航天、汽車和國防工業(yè)中的應(yīng)用。前八種Thermocomp AM復(fù)合物是基于SABIC的四種無定形樹脂：ABS、PPE合金、PC和PEI，它們具有良好的抗蠕變性能。與半結(jié)晶樹脂相比，冷卻期間較低的收縮率和最終使用過程中較少的熱膨脹，意味著這些無定形材料具有較大的尺寸穩(wěn)定性。

SABIC公司消息人士稱，預(yù)計2018年是公司在計劃用于商業(yè)發(fā)布的產(chǎn)品種類方面非?；钴S的一年。針對LFAM，Thermocomp AM產(chǎn)品組合可能會有所擴(kuò)展。SABIC公司目前正在評估基于半結(jié)晶樹脂（如PBT、尼龍、PPS和PEEK）的新型復(fù)合物，以滿足業(yè)界對具有改善的耐化學(xué)性和剛度的LFAM材料的需求。

SABIC公司還致力于通過工程樹脂新的訂制粉末形式來擴(kuò)大其在SLS中的參與。公司消息人士指出，SLS工藝采用的幾乎都是半結(jié)晶材料。但是，預(yù)計SABIC公司將推出一種獨特的PC粉末，它可以生產(chǎn)完全無定形的部件。該公司還計劃將這種獨特的材料和工藝技術(shù)擴(kuò)大到其他無定形樹脂上。

對于FDM/FFF，SABIC公司將推出Lexan PC和Ultem PEI符合醫(yī)療要求的長絲以及一系列支撐材料，它們滿足ISO-10993生物相容性標(biāo)準(zhǔn)。就在去年，SABIC公司推出了第一款基于Ultem PEI、Cycolac ABS和Lexan PC樹脂的新型長絲組合，據(jù)報道，它們與SABIC的注塑級產(chǎn)品具有相同的組成。

所有SABIC長絲的公稱直徑為1.79±0.05 mm，并且它們以1510-cc的線軸尺寸供應(yīng)。具體的3個品種如下：

FDM/FFF工藝在醫(yī)療方面的應(yīng)用，需要使用符合醫(yī)療要求的長絲，它們應(yīng)該滿足ISO-10993生物相容性標(biāo)準(zhǔn)，例如用于這種滅菌托盤的新型Ultem PEI長絲

Ultem AM9085F，是用Ultem 9085 PEI樹脂制成的一種高性能長絲。據(jù)稱，它具有高耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度，在厚度1.5 mm和3.0 mm時符合UL 94V-0標(biāo)準(zhǔn)，并滿足FAR 25.853和OSU 65/65要求，F(xiàn)ST（火焰、煙霧和毒性）低。它有黑色和自然色產(chǎn)品提供。

Cycolac AMMG94F，是用Cycolac MG94樹脂制成的一種通用ABS長絲。據(jù)報道，它提供適用于各種應(yīng)用的性能平衡，并且在3.0 mm時符合UL 94HB標(biāo)準(zhǔn)。它有黑色、白色和自然色產(chǎn)品提供。

Lexan AM1110F，是用Lexan HF1110樹脂生產(chǎn)的一種通用PC長絲。它具有比通用ABS長絲更高的耐熱性，在3.0 mm時符合UL 94V-2 標(biāo)準(zhǔn)。它有白色產(chǎn)品提供。

“差異化材料”和更多材料

去年，SABIC公司推出基于其Lexan EXL PC/硅氧烷共聚物的Lexan EXL AMHI240F長絲，旨在用于Stratasys公司的Fortus FDM打印機(jī)，以及其他具有足夠溫度能力和開放式結(jié)構(gòu)的打印機(jī)。

與標(biāo)準(zhǔn)PC相比，這種材料在室溫下的缺口Izod沖擊強(qiáng)度最高可提高4倍，在-30℃時最高可提高3倍，具體提高多少取決于打印方向。

這款3D打印概念無人機(jī)基于Lexan EXL PC/硅氧烷共聚物長絲材料，該材料擁有比標(biāo)準(zhǔn)PC高達(dá)4倍的沖擊性能

Lexan EXL長絲還具有140℃的熱變形溫度，高于通用ABS長絲的熱變形溫度。它最初以黑色產(chǎn)品提供，白色和其他顏色正在開發(fā)之中。它在3.0 mm厚度時在平面（XY）和邊緣（XZ）方向上均滿足UL 94V-0的阻燃要求。

SABIC公司消息人士證實，這是計劃中的第一批“差異化材料”，并且指出SABIC公司的目標(biāo)是應(yīng)用類似的方法對其他聚合物體系進(jìn)行改性，以幫助擴(kuò)大增材制造的目標(biāo)應(yīng)用空間。

在繼續(xù)成為增材制造行業(yè)樹脂供應(yīng)商的同時，SABIC公司也正在圍繞價值鏈提供可打印形式（長絲、粉末）的材料，以幫助加速增材制造用于最終用途的生產(chǎn)中。

SABIC公司已在美國、荷蘭和沙特阿拉伯的增材制造卓越中心進(jìn)行了大量投資，擁有FDM/FFF、SLS和LFAM的內(nèi)部加工能力以及各種其他專業(yè)的打印機(jī)技術(shù)。在這些增材制造中心，SABIC公司可以將原材料轉(zhuǎn)換成可打印的長絲和粉末形式，制定優(yōu)化的打印參數(shù)設(shè)置，并對打印部件進(jìn)行大量的性能測試。

例 如， 就LFAM而 言，SABIC公司可以配制獨特的復(fù)合物，評估它們在其BAAM打印機(jī)上的加工性能，并測試打印部件的性能，所有這些工作都是在幾天之內(nèi)完成的。這樣，SABIC公司可為客戶提供已被充分表征作為特定打印工藝的候選材料。

展望未來3～5年，SABIC公司希望繼續(xù)關(guān)注增材制造的產(chǎn)業(yè)化。這將需要引入各種各樣的新材料。他們還期望看到設(shè)計軟件和工藝能力的持續(xù)發(fā)展，以實現(xiàn)可重復(fù)的生產(chǎn)能力。新的增材制造工藝也可能會繼續(xù)被推出，以提高零部件的性能并降低生產(chǎn)成本。

“增材制造生態(tài)系統(tǒng)”也將保持高度協(xié)作性，因為跨越價值鏈建立聯(lián)盟將會盡可能高效率地把新產(chǎn)品推向市場，并建立足夠的生產(chǎn)能力以支持對生產(chǎn)部件日益增長的需求。SABIC公司還把增材制造與復(fù)合材料的交叉看作是在不久的將來會得到更多關(guān)注的一個領(lǐng)域。