适用于3D打印或增材制造的化合物类型在持续增长，针对特定3D打印生产工艺而开发的配方也日益涌现。许多化合物生产商在与3D打印材料专业供应商和设备制造商合作，以优化新材料的性能和工艺。大量这类开发工作的目标是将3D打印制造技术提升到新的水平，以期从原型制造过渡到一步完成定制产品的生产，并最终过渡到批量定制阶段。

如，利安德巴赛尔（Lyondellbasell）最近推出了Beon3D系列聚丙烯（PP）化合物，目的是实现一步完成复杂的高品质3D打印制品的生产。该公司表示，Beon3D材料旨在推动交通、工业和消费品、建筑和施工等市场采用增材制造技术。虽然3D打印技术通常用于生产单件产品，但也适用于批量定制生产。不过，由于工艺上存在困难，聚合物的选择受到了一定限制。

■3D打印化合物越来越多地被开发用于批量生产和特定的生产工艺。最新推出的Repsol可用FDM和FFF设备加工

如PP化合物，凭借优异的机械性能、抗划伤性和耐化学性，重量轻和资源效率高的特点，成为许多工业制件的首选。但这种聚合物不容易用挤出型3D打印工艺如熔融沉积成型（FDM）和熔丝制造（FFF）加工。

■Braskem正与先进的激光材料企业合作开发适用于PP粉末，目的是开发出适用于SLS制造系统的PP粉末

“普通PP挤出型增材制造工艺面临的主要挑战是PP容易在普通打印基材上形成典型的明显翘曲和粘接问题，”Lyondellbasell公司市场经理Joan Miravitles说，“Beon3D系列专为3D打印而设计，可以有效克服上述挑战。因此，我们为工业客户提供PP增材制造解决方案，帮助他们尽可能实现快速、精确和可靠的生产。”

Beon3D产品系列目前专注于线材挤出用增材加工技术。Miravitles说：“我们专门开发的材料可采用所有普通3D打印机系统加工，并方便根据客户需求进行量产。”

“挤出型增材制造是一种功能强大且具有成本竞争力的技术，可采用各种聚合物、特别是聚合物化合物，一步即可完成多种颜色、多种材料组成的功能性零部件的加工。此外，挤出型增材制造还可以极为灵活地加工尺寸范围广、批量大小不一的定制部件，因此成为传统加工技术的有力补充。其独特的方式也可以与定制化批量生产相结合。”Miravitles说道。

Lyondellbasell称，即使面对批量生产，Beon3D产品也能实现快速、精确和可靠的加工。“Beon3D产品耐化学、耐高温，可制造出耐用、低密度的零件，” Miravitlles说道，“因为我们掌握了包括交通、电气和电子以及建筑和施工在内的各个工业领域的独特专业知识，能够通过Beon3D产品系列为客户带去创新高效的3D打印解决方案。”

光明的未来

虽然PP化合物在3D打印领域的应用属于新兴阶段，但领先的增材制造业专家预测，这种聚合物前景光明。德国弗莱堡大学增材制造专家Rolf Muelhaupt博士认为，将Lyondelbasell的Beon3D PP化合物等与当前的增材制造技术相结合，有望为该领域带来无法想象的材料性能。Rolf Muelhaupt博士表示，通过设计、数字化和制造相结合，一步完成可持续成品的生产已经成为现实。

Sapin公司的Repsol还扩大了3D打印用PP化合物的范围，今年推出的两种新牌号，可使用FFF和FDM技术生产具有优异机械性能的部件。这两只新牌号加入了2020年推出的3只牌号系列。

Isplen P3D820FM是一种高矿物填充的中等流动特性聚丙烯，具有刚度高、尺寸稳定、翘曲低、抗冲击性能良好、外观卓越的优点。这种材料还耐紫外线，抗划伤性能好，适合户外应用。Repsol Isplen P3D630FV是一种玻纤增强PP，适用于要求抗冲击性能优异、刚度高、变形和收缩性低的应用。也耐紫外线。

针对PP但属于不同领域的粉体技术也在开发中。面向PP以及不同领域用粉末技术的增材制造用材料领先开发商Braskem和Advanced Laser Materials（ALM），推出了选择性激光烧结（SLS）用工业3D打印PP粉末。两家公司于2018年开始合作，专注于开发SLS用聚烯烃基粉末材料。这种新型PP粉末是双方合作推出的首款商用产品。

SLS利用激光产生的热能，逐层选择性地烧结聚合物粉末，形成三维立体几何结构，被用于汽车、航空航天、包装和消费品等工业场景。新型PP粉末的推出进一步增强了SLS增材制造工艺的诸多优势，包括更轻的重量、防潮、持久的活铰接性能、更容易回收、耐化学、更高的加工稳定性，断裂伸长率和柔韧性与注塑PP等级相媲美。

大处入手

生物塑料生产商Natureworks在3D打印领域站稳脚跟已经有相当长的时间，其PLA基Ingeo聚合物用线材型打印系统的加工性能不错。

该公司最新推出的产品Ingeo 3D700是一种为大尺寸3D打印系统而专门制备的非结晶材料。公司表示，如果用ABS等材料，会因聚合物沉积率太高，从而导致产品过度翘曲；如果用来加工聚烯烃材料或通用PLA等级，则容易出现严重收缩。

■用黑色PP（左）和Natureworks的Ingeo 3D700（右）生产的同样零件的侧壁翘曲差异

“随着3D打印领域向更大、更复杂应用领域扩展，可以看到特定场合或定制工艺用打印材料的市场需求日增。”NatureWorks 业务发展负责人Dan Sawyer说道：“随着工业用大尺寸增材制造市场的显著增长，我们看到开发新的Ingeo生物聚合物等级材料的机会涌现，其目的是为了最大限度地减少由于大尺寸打印失败而造成的时间和材料的损失。”

通常使用含有矿物填料或玻纤、碳纤或纤维素纤维增强的化合物来控制大零件的翘曲，这使得加工更具挑战性。Natureworks介绍，由于设计Ingeo 3D700树脂的目的是为了降低收缩，因此在减少增强材料用量的同时，仍然可以获得高品质的大尺寸零件。

在挤出机和大尺寸打印机部件制造商Dyze Design进行的试验中，Ingeo 3D700比Ingeo 30850（一种现有的Natureworks 3D打印等级材料）表现出更小的收缩、更高的吞吐量。“我们的测试表明，使用Ingeo 3D850打印的大尺寸部件的收缩率为1.25%。相比之下，用Ingeo 3D700打印的同样部件减少了25%的收缩，Dyze公司的首席技术官Philippe Carrier介绍道：“Ingeo 3D700的吞吐量更高，可以在190℃的低温下成功打印部件，且不会在零件上看到收缩或翘曲。”

Natureworks表示，“在美国、亚洲和欧洲市场，有直接打印用Ingeo 3D700树脂颗粒，或FFF工艺用线材可供。”

赢创开发的最新增材制造材料是PEEK基3D打印线材。这种耐高温、耐化学品的即用型材料据说特别适合3D打印成要求苛刻的工业塑料零件，因为这种高性能聚合物可采用常规挤出型3D打印技术，如熔丝制造（FFF）或熔融沉积成型（FDM）加工而成。

■Infinam PEEX 9359 F是来自赢创的一款新型PEEK 3D打印线材

赢创的这种新型线材以Infinam PEEK 9359 F的品名推出。这种直径为1.75mm的天然色PEEK线材，被缠绕在500g线轴上，可用适合PEEK材料的常规FFF/FDM 3D打印机打印。具有高机械强度、耐水解、与生俱来的阻燃性等。赢创补充说，这种材料非常适合为航空航天、汽车、石油和天然气行业生产轻质、高性能三维零件。

与不锈钢相比，Infinam PEEK 9359 F制成的3D零件约减少了80%的重量，硬度提高了30%左右，还具有出色的抗疲劳性能。这些特性相结合，使得该化合物用途广泛。此外，Infinam PEEK 9359 F新型树脂还具有良好的耐磨性、低滑动摩擦性，可长期耐受250℃的温度，短期工作温度甚至可达300℃以上。

灵活的选项

赢创与惠普携手，开发了一种可3D打印的热塑性弹性体，用于惠普的多喷嘴融合技术。该弹性体材料是一种基于热塑性酰胺（TPA）的柔性高性能特种粉末。两家公司有着长期的行业合作关系，新的弹性体材料针对多喷嘴融合技术优化而成。

■赢创和惠普为惠普多喷嘴融合技术开发的3D可打印热塑性弹性体材料

新的TPA粉末是一种柔性、轻质结构材料，密度1.01，邵氏A硬度91。这种高性能粉末用于生产功能性高科技3D塑料零件原型以及需要高延展性和能量回收的系列产品。赢创列举的主要实例包括运动器材和汽车部件。

为了贯彻对增材制造业的承诺，不久前，赢创在德克萨斯州奥斯汀开设了新的3D打印技术中心。该公司表示，该中心将在其全球创新网络中发挥关键作用，它将开发基于2019年收购的结构化聚合物技术（ Structured Polymers technology ）、可直接用于粉末床融合技术加工的材料。新结构聚合物技术中心包含配有3D打印机的应用技术实验室、加工区、研发实验生产室、相关办公区以及会议室。

■线材是3D打印材料中最受欢迎的材料形式之一，但根据Ampacet的说法，生产给配方商和生产商带来了计量方面的特定挑战

结构聚合物技术以聚合物颗粒为基础，按照不同步骤加工成粉末材料。聚合物粉末可以制备成直径范围介于0.1μm-400μm的可控粒度。第一种即用型粉末材料是基于共聚聚酯的两种热塑性弹性体材料，于2019年底投放市场。这两种材料均具高弹性、高柔韧性以及良好的回弹性，打印成部件后，保持了韧度和韧性，表面质量优秀。

另外，赢创还通过旗下的风险投资部门收购了中国企业联合科技（Union Tech）的少数股权。这家总部位于上海的公司活跃于光固化成型（SLS）3D打印领域。在SLS工艺中，零部件从光固化液体树脂浴中“拉出”，用激光或显示光源逐层固化光聚合物，形成三维产品。