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2021.11.19

【海外市场资讯】富有竞争力的3D打印植物防护网

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信息导读:

Biofibre是一家总部位于德国慕尼黑,专门研发和生产生物基聚合物与复合物的厂商,它的产品应用广泛,为各种产品应用和成型工艺提供量身定做的生物塑料,并在2020年扩大了生物塑料产能。自创立起,Bio...



Biofibre是一家总部位于德国慕尼黑,专门研发和生产生物基聚合物与复合物的厂商,它的产品应用广泛,为各种产品应用和成型工艺提供量身定做的生物塑料,并在2020年扩大了生物塑料产能。
自创立起,Biofibre公司不断寻找新的产品应用和合作伙伴,发展可持续业务。主要侧重于生物基、可生物降解的天然纤维增强复合物。近期,一个名为 EcoSpacer 的项目荣获“2019年生物基复合物创新奖”,该项目采用木纤维填充的可降解复合物Silva,用于分离混凝土板。
目前,Biofibre已与伊之密(德国)携手合作。两家公司都有相同的目标,即以对自然产生最小影响的方式实现可持续增长。使用伊之密SpaceA工业3D打印机,实现节能减排和快速生产是他们关注的重点。与其它塑料增材制造和塑料成型工艺相比,SpaceA能以更简单、迅速和有竞争力的方式实现中小规模生产。
SpaceA 使用6轴机器人移动其核心部件,即:螺杆挤出装置。使用机器人系统,SpaceA拥有大型成形空间,可用来生产大型塑料部件。在 3D 打印中,使用螺杆挤出装置的主要优点是可用来加工传统的塑料颗粒。与使用非常昂贵的丝材相比,它既可以降低成本,也兼容高填充和纤维增强型复合物。
SpaceA在配置传送带后,就是一套24小时连续生产的系统。整套系统的能耗水平达到0.8 kWh/kg,与其它成型加工能耗相比,能耗较低。此外,由于减少了对模具设计和制造的需求,使用 3D 打印技术也可以节约资源。同样其与大型塑料成型机相比,生产3D 打印机所需的资源也较少。

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伊之密SpaceA


因为测试的效果显著,推动Biofiber和伊之密(德国)的合作关系取得了新发展。与其它可降解塑料相比,Silva S12900具有更大的工艺窗口。与其它纤维填充塑料相比,它具有良好的可打印性;与其它可降解塑料相比,其加工性能更加稳定,在加工过程不会出现明显的快速降解现象。
Biofibre Silva可以打印出表面看起来像木质或丝质哑光面,其机械性能可与聚丙烯(PP)相媲美。Biofibre Silva为各种不同尺寸部件的设计提供了空间。

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用Biofibre Silva SI2900制作的打印件侧壁

通过这些初始打印样品显示的工艺和性能,Biofiber和伊之密(德国)团队谈论了其潜在的应用价值。其中一个应用是,打印一个扁平大尺寸的网状结构,用这种网状体来保护植物,防止受到小动物侵害。

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用Biofibre Silva SI2900打印的植物保护网

这种防护网,农庄通常用于保护新栽葡萄。防护网尺寸约700 mm x 400 mm,如果使用传统塑料成型工艺,通常需要使用大型模具,配套大型成型主机。而使用SpaceA,只需更改CAD数据,就可以调整防护网尺寸,并立即生产。
众所周知,生产这些大型网状结构对于注塑成型来说是一个相当大的挑战。只有流动性非常好,且不含填充材料的塑料才能充满模具。与之对应,如果使用模压成型,再进行修整,整个生产流程又相当复杂,生产效率低。
尤其当原料是生物可降解塑料时,这两种技术对于上述尺寸的防护网来说都很难实现。生物可降解塑料既没有机械刚度,也缺乏良好流动性。对于注塑成型来说,可降解塑料的流动性就是其短板。另一方面,填料对于模压成型来说也存在明显的局限性。整体而言,伊之密的SpaceA为这种葡萄防护网提供了良好的生产方案。
20%木质纤维增强的Biofibre生物基复合物,提供了一种既有机械刚性,又能给防护网足够柔韧性的组合。此外,通过加入天然纤维,还可以调整其生物降解性能,更好的保护环境。
在伊之密团队调整打印工艺参数后,每3分钟就能打印一个产品。为了模拟连续生产,直接在传送带上打印防护网。通过与葡萄酒农庄合作测试显示,防护网生产便捷,量身定做的设计方案和生物复合材料良好的机械刚性,足以抵御家兔和野兔的侵害。
此外,在厚壁尺寸和高机械强度的家具上,伊之密在打印中使用了化学发泡工艺。使用化学发泡工艺,SpaceA生产的零件重量降低 40%,生产出具有高机械性能的轻质零件。
因此,零件制造又多了一种轻量化手段。鉴于挤出头的设计,可以使用发泡剂母粒,就像注塑使用的各种色母一样,均匀的发泡熔体,造就一种独特的外观。
总之,通过这种植物保护网应用显示,新的生物材料和创新机器技术的巧妙结合为零件设计开辟了新的途径。目前,在家具方面的合作也正在紧锣密鼓地推进。
继10月亮相Fakuma后,伊之密(德国)携SpaceA工业3D打印机再次登陆欧洲顶级技术展——formnext ,现场展出了多种制品。
大型SpaceA-2000-500-2H和小型SpaceA-900E-500-S分别在现场打印生物基花瓶和笔筒,吸引了大量关注尖端科技的人群目光。
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作者:Nicolai Lammert博士,增材制造主管,伊之密(德国)有限公司,德国阿尔斯多夫;n.lammert@yizumi-germany.de

ChristophGlammert,Biofibre有限公司CEO,德国阿尔斯多夫;christoph.glammert@biofibre.de

JörgDörrstein,Biofibre有限公司研发主管,德国阿尔斯多夫;joerg.doerrstein@biofibre.de



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