粘結(jié)劑是將各種粉末粒子粘合在一起的材料。其具有優(yōu)異的可塑性和延展性，可以滿足復(fù)雜構(gòu)造件的制造需求。在粉末制備成型工藝中起著至關(guān)重要的作用。
粘結(jié)劑在PEP中扮演重要角色
粉末擠出打印技術(shù)（PEP）是升華三維推出的一種”3D打印+粉末冶金“相結(jié)合的金屬/陶瓷間接3D打印工藝。采用的是顆粒熔融擠出3D打印成型的方式，再適配粉末冶金的脫脂與燒結(jié)技術(shù)，從而可獲得到最終致密的金屬/陶瓷產(chǎn)品的增材制造技術(shù)。在該工藝中，粘結(jié)劑的選擇及開(kāi)發(fā)扮演著重要的角色。
▲升華三維PEP工藝流程示意圖
PEP工藝中3D打印設(shè)備所使用的原料被稱為喂料/顆粒料，它一般是金屬/陶瓷粉體和多種有機(jī)高分子粘接劑組成，經(jīng)混煉機(jī)或捏合機(jī)混煉而成的混合物。粘接劑在其中起著賦予喂料流動(dòng)性，坯體維持劑等作用。
一般需具備以下特性：
· 熔點(diǎn)低且容易固化；
· 室溫下有足夠的強(qiáng)度；
· 具有化學(xué)惰性，具有較低的潤(rùn)濕角＜5°，可以吸附在顆粒表面；
· 成型后易移除。
多種粘結(jié)劑體系為PEP打印材料提供選擇
不同的制備工藝需適配合適的粘結(jié)劑材料，在粉末冶金行業(yè)，常見(jiàn)粘結(jié)劑體系主要有蠟基、塑基、油基、水性粘結(jié)劑等。而PEP工藝目前采用的粘接劑體系為：水基，塑基，蠟基。
▲PEP工藝粘結(jié)劑體系
在多種粘結(jié)劑體系的加持下，升華三維已自主開(kāi)發(fā)了鎢及鎢合金、銅及銅合金、不銹鋼等金屬材料；碳化物、氮化物、氧化物、超導(dǎo)及超高溫等陶瓷材料；硬質(zhì)合金等金屬陶瓷材料。且材料配方現(xiàn)已形成研發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)，基于此實(shí)現(xiàn)更多材料開(kāi)發(fā)將更容易，周期會(huì)更短。
蠟基體系粘結(jié)劑成PEP打印材料首選
而不同類型的粘結(jié)劑也各有其優(yōu)缺點(diǎn)，由于蠟基體系的兼容性較高，可以更好地適配PEP工藝不同的金屬/陶瓷材料。因此升華三維開(kāi)發(fā)的3D打印顆粒材料主要以蠟基體系為主，其固含量在50~65vol%之間。除了以下開(kāi)發(fā)的蠟基體系材料外，還可支持更多不同類型打印材料的定制。
▲PEP工藝蠟基體系材料說(shuō)明
▲PEP工藝蠟基體系材料（部分）
粘結(jié)劑技術(shù)的發(fā)展可以更好地推動(dòng)PEP技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。升華三維將以新質(zhì)生產(chǎn)力賦能傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，為中國(guó)制造邁向高價(jià)值鏈提供驅(qū)動(dòng)力。
