火灾是一种非常凶险的灾害,在我们生产和生活中预防火灾是非常重要的,尤其是在用电或者化学能源的场景内,如在电力设备、家用电器这类设备内,或汽车、飞机、火车、火箭等交通工具上,都大量使用了阻燃材料。
首先简单了解一下阻燃等级的概念,它是物质具有的或材料经处理后具有的明显推迟火焰蔓延的性质,并以此划分的等级制度。塑料阻燃等级由HB,V-2,V-1向V-0逐级递增。
Ÿ HB:UL94标准中最低的阻燃等级。要求对于3到13毫米厚的样品,燃烧速度小于40毫米每分钟;小于3毫米厚的样 品,燃烧速度小于70毫米每分钟;或者在100毫米的标志前熄灭;
Ÿ V-2:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在60秒内熄灭。可以有燃烧物掉下;
Ÿ V-1:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在60秒内熄灭。不能有燃烧物掉下;
Ÿ V-0:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在30秒内熄灭。不能有燃烧物掉下。
我们日常常见的很多电器和设备的塑料外壳一般就要达到V-0阻燃等级要求,像各类阻燃PA线束接头、阻燃PC开关面板、蓄电池的阻燃ABS外壳、充电器、家电外壳等等。近年来随着市场对阻燃材料应用需求的增加,以及3D打印技术的发展,目前已经有越来越多的3D打印技术类型可以使用阻燃材料了,相对最成熟的就包括FDM技术和SLS技术。
FDM技术以各类塑料线材为原材料,打印时利用供料装置将线材送至打印头,由喷头内部的加热器将线材融化,再从喷嘴挤出到成型平台上,逐层堆积成型。可以打印阻燃材料的FDM品牌包括Stratasys、MarkForged等,其中Stratasys具备阻燃性能的材料为ULTEM9085、ULTEM1010和Antero 800NA,前两种是PEI类材料,后一种则是PEKK类的材料,具备良好的耐温阻燃、耐化学性能,但价格比较昂贵;另外MarkForged可提供的阻燃材料为Onyx FR,这款材料以尼龙为基材,在加入阻燃剂的同时,也加入了短切碳纤维,有很好的刚度,据称达到了UL94标准的V-0阻燃等级。
另外一种可以使用阻燃材料的3D打印技术类型就是SLS激光烧结成型技术,与FDM使用线材原料不同,SLS使用高分子粉末材料,在成型缸内铺上一层粉后,利用激光束对成型区域进行扫描,被扫描的粉末融化逐层烧结成型,而未被扫描的粉末则起到支撑的作用,所以相较于FDM,SLS技术具备零件XYZ三个方向各向异性小、无需支撑结构、可在成型空间内叠加批量生产的优势。SLS技术使用的阻燃材料一般以尼龙12为基材,再添加阻燃剂等配方。可以打印阻燃尼龙材料的SLS品牌包括TPM3D盈普、3Dsystems、EOS等。其中盈普是国内厂家,其阻燃材料名称为Precimid1171 FR,据称该材料是一款专门为电器、汽车、航空航天等行业研发的灰黑色阻燃尼龙12材料,通过了SGS的垂直燃烧测试,达到UL94测试标准的V-0等级要求。另外3Dsystems和EOS均为进口品牌,3Dsystems的阻燃材料为DuraForm FR1200,与EOS的PA 2210 FR类似,同样都是以PA12为基材的材料,都具备V-O阻燃等级,并通过了欧盟/美国航空公司标准JAR25/FAR25规定。
3D打印技术的发展速度很快,新的材料和应用层出不穷,虽然目前阻燃材料的应用大多还是以研发测试为主,但随着工艺的完善和成本的降低,也许我们在日常生活中见到3D打印阻燃产品会比想象中的更快一些。
首先简单了解一下阻燃等级的概念,它是物质具有的或材料经处理后具有的明显推迟火焰蔓延的性质,并以此划分的等级制度。塑料阻燃等级由HB,V-2,V-1向V-0逐级递增。
Ÿ HB:UL94标准中最低的阻燃等级。要求对于3到13毫米厚的样品,燃烧速度小于40毫米每分钟;小于3毫米厚的样 品,燃烧速度小于70毫米每分钟;或者在100毫米的标志前熄灭;
Ÿ V-2:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在60秒内熄灭。可以有燃烧物掉下;
Ÿ V-1:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在60秒内熄灭。不能有燃烧物掉下;
Ÿ V-0:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在30秒内熄灭。不能有燃烧物掉下。
我们日常常见的很多电器和设备的塑料外壳一般就要达到V-0阻燃等级要求,像各类阻燃PA线束接头、阻燃PC开关面板、蓄电池的阻燃ABS外壳、充电器、家电外壳等等。近年来随着市场对阻燃材料应用需求的增加,以及3D打印技术的发展,目前已经有越来越多的3D打印技术类型可以使用阻燃材料了,相对最成熟的就包括FDM技术和SLS技术。
FDM技术以各类塑料线材为原材料,打印时利用供料装置将线材送至打印头,由喷头内部的加热器将线材融化,再从喷嘴挤出到成型平台上,逐层堆积成型。可以打印阻燃材料的FDM品牌包括Stratasys、MarkForged等,其中Stratasys具备阻燃性能的材料为ULTEM9085、ULTEM1010和Antero 800NA,前两种是PEI类材料,后一种则是PEKK类的材料,具备良好的耐温阻燃、耐化学性能,但价格比较昂贵;另外MarkForged可提供的阻燃材料为Onyx FR,这款材料以尼龙为基材,在加入阻燃剂的同时,也加入了短切碳纤维,有很好的刚度,据称达到了UL94标准的V-0阻燃等级。
另外一种可以使用阻燃材料的3D打印技术类型就是SLS激光烧结成型技术,与FDM使用线材原料不同,SLS使用高分子粉末材料,在成型缸内铺上一层粉后,利用激光束对成型区域进行扫描,被扫描的粉末融化逐层烧结成型,而未被扫描的粉末则起到支撑的作用,所以相较于FDM,SLS技术具备零件XYZ三个方向各向异性小、无需支撑结构、可在成型空间内叠加批量生产的优势。SLS技术使用的阻燃材料一般以尼龙12为基材,再添加阻燃剂等配方。可以打印阻燃尼龙材料的SLS品牌包括TPM3D盈普、3Dsystems、EOS等。其中盈普是国内厂家,其阻燃材料名称为Precimid1171 FR,据称该材料是一款专门为电器、汽车、航空航天等行业研发的灰黑色阻燃尼龙12材料,通过了SGS的垂直燃烧测试,达到UL94测试标准的V-0等级要求。另外3Dsystems和EOS均为进口品牌,3Dsystems的阻燃材料为DuraForm FR1200,与EOS的PA 2210 FR类似,同样都是以PA12为基材的材料,都具备V-O阻燃等级,并通过了欧盟/美国航空公司标准JAR25/FAR25规定。
3D打印技术的发展速度很快,新的材料和应用层出不穷,虽然目前阻燃材料的应用大多还是以研发测试为主,但随着工艺的完善和成本的降低,也许我们在日常生活中见到3D打印阻燃产品会比想象中的更快一些。