目前可用於3D列印的材料, 常見的有樹脂, 合金, 聚合物, 陶瓷, 塑料等. 憑藉ACEO® Imagine Series 100, 瓦克成為了第一家通過3D列印工業化生產彈性體的公司. 而在瓦克首次推出這項具有革命性意義的技術之前, 有機矽還無法進行3D列印. 而如今, 100%有機矽已被用於建模或小批量生產, 令許多行業獲益匪淺. 那麼, 對於3D列印行業來說, '100%有機矽' 或 '真正的彈性體' 究竟有何特殊之處?
下面將以採訪的問答形式與大家分享一些德國瓦克ACEO®專家團隊的Bernd Pachaly博士對於有機矽材料應用於3D列印技術的深刻見解, 幫大家一起揭開有機矽3D列印的神秘面紗.
Bernd Pachaly博士
柏林工業大學化學博士學位, 1984年在威斯康辛大學進行博士後研究. 在有機矽領域擁有多年的研究工作經曆. 1985年, 加入瓦克化學集團. 先後擔任過核心研發部門主管, 有機矽業務研發經理以及有機矽工程部的業務團隊主管等職務. 2013年, 接管有機矽創新業務, 自2017年以來, 一直負責有機矽3D列印項目.
Q1. Pachaly博士, 請問有機矽到底是什麼?
A: 有機矽學名聚矽氧烷, 是一類其主鏈由矽氧原子交替而成的聚合物的總稱. 在這類材料中, 矽橡膠是重要的成員, 它由液體矽橡膠或固體矽橡膠通過多種交聯反應而製成.
Q2. ACEO®使用的是哪種類型的有機矽?
A: ACEO®使用的是液體矽橡膠, 這種材料由於被瓦克廣泛用於注射成型而早已熟為人知. 作為瓦克旗下品牌之一, ACEO®受益於瓦克70餘年的有機矽專業技術知識, 持續不斷地開發這類有機矽, 以滿足具體的應用要求.
矽橡膠的主要成分是有機矽聚合物, 交聯劑, 補強填料和催化劑, 這些材料與高粘度混合物發生交聯反應後便形成橡膠. 其中不使用任何有機物或共聚物, 並且成品為真實的橡膠(100%有機矽), 而非 '類橡膠' 材料. 此外, 這種交聯反應是一種鉑催化矽氫加成反應, 沒有副產物或殘留物.
Q3. 與其它類型的橡膠相比, 100%有機矽有何特別之處?
A: 令合成橡膠無法企及的是, 有機矽擁有獨特的化學與機械性能, 例如:
柔韌性和彈性
耐候性
應用溫度範圍廣
抗輻射性
生物惰性
通常情況下, 矽橡膠具有生物相容性, 並符合食品應用要求. 因其本身具有穩定性, 所以無需任何添加劑和穩定劑.
Q4. 與有機矽注射成型相比, 有機矽3D列印擁有哪些優勢?
A: 有機矽3D列印無需使用任何工具或模具, 便可直接將數字模型轉換為實物, 從而降低生產成本, 特別是用於建模或小批量生產時, 尤其如此.
有機矽3D列印的另一個優勢在於節省生產時間: 可以大幅縮短工藝周期;同時可在產品開發期間快速改進產品.
每一個3D列印部件都能進行個性化定製, 從而滿足口腔或牙齒護理等行業的需求, 便於製作類比人體組織的解剖模型.
ACEO®可根據具體的應用要求提供定製化有機矽
Q5. 3D列印的100%有機矽能夠讓哪些應用和行業受益?
A: 在交通運輸或機械設備等工業領域, 快速建模, 產品小批量生產以及按需生產備件都非常重要.
在醫療領域, 憑藉有機矽3D列印, 可生產牙用夾或解剖模型等個性化定製應用, 並且ACEO®產品還有助於根據具體病人的不同情況進行定製化治療, 從而進一步推動醫學教育和術前計劃的制定.
瓦克擁有著70多年的有機矽專業知識與技術, 因此每道工序都滿足最高的行業標準