Henkel、Poly-Med 和 Fabulous 如何利用 OMM 实现“不可能”制造

一人正在混合树脂

用于选择性激光烧结 (SLS) 3D 打印的食品安全级粉末,以及用于立体光固化成型 (SLA) 3D 打印的植入级聚合物,这些材料有什么共同点?它们均通过 Formlabs 打印机及 Open Material Mode (OMM) 开发而成

自 2024 年 10 月 Formlabs 正式推出 OMM 以来,专业用户便能借此在 Formlabs 3D 打印机上使用任意 405nm 光敏树脂1064nm 粉末进行打印。截至目前,已有数百家研究机构、材料制造商及希望开拓新应用场景的企业借助 OMM 来释放其打印潜能。

Form 4 系列 3D 打印机配备加热器、混合器和水平感应系统,结合 OMM 功能,为材料开发人员提供了创造新型材料所需的工具。配合自首发以来新增的 10 项参数控制,Formlabs 打印机已成为尖端材料开发的最佳平台。 

今天,让我们聚焦 Henkel、Poly-Med 和 Fabulous 这三家先锋企业,看看他们如何利用 OMM 开发创新材料,颠覆传统打印边界。

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Henkel 如何通过自定义打印设置将乐泰® 3D 树脂应用于 Form 4

“Formlabs 构建了一个让树脂打印变得简单易行的生态圈。面对庞大的用户需求,将乐泰® 3D 树脂应用于 Form 4 成为我们的不二之选。如今,我们有十余种材料已获得认证,为用户提供了从打印到后处理的一站式可靠工作流程。”

Andrew Baggen,Henkel 公司北美 3D 打印业务开发主管

乐泰树脂瓶和向 Form 3 树脂槽倾倒树脂的操作员

(图片:Henkel)

作为乐泰® 3D 打印树脂的制造商,Henkel 致力于为成品应用提供多样化解决方案。OMM 极大地加速了 Henkel 为旗下树脂开发 Form 4 专用设置的过程,进而让更多客户能够无缝使用乐泰® 3D 树脂进行打印。借助 OMM,Henkel 迅速发布了包括韧性、耐高温性和弹性材料在内的 12 余种树脂配置。

通过 OMM,Henkel 能够利用打印设置编辑器为 Form 4 上的每种树脂及后处理工作流程制定最佳打印设置。每一组设置都经过了从打印到后处理的端到端验证,以确保机械性能、尺寸精度和表面质量的一致性。

“Open Material Mode 赋予了我们直接优化打印设置的灵活性,大幅缩短了配置文件开发与验证周期。我们能够对机械性能、尺寸精度和表面质量进行微调,确保客户充分发挥出乐泰® 树脂的最佳效果。”

Daniel Rothfuss 博士,Henkel 公司 3D 打印产品开发和应用工程主管

Form 4 的高曝光功率使 Henkel 公司能够为通常仅能在工业级 405nm 3D 打印机上打印的树脂开发设置,从而为其客户提供了更丰富的选择。有了 Form 4 及 OMM 的加持,高性能树脂变得触手可及。Baggen 补充道:“我们已经看到诸如 Air Down Gear Up 和 Forerunner 3D 等客户的创新应用,他们正在使用乐泰® 3D 树脂生产功能性成品部件。”

Poly-Med 打印高精度几何形状的植入级聚合物

Poly-Med, Inc. 是一家合同开发和制造组织 (CDMO),专注于开发生物材料,其产品包括 Photoset® 023 树脂,这是一种专为非承重和低模量应用而设计的材料。Aaron Vaughn 博士是 Poly-Med 公司材料科学与技术部经理,他在 Formlabs SLA 3D 打印机上使用 OMM 开发生物材料。目前,他和 Poly-Med 团队的新型可吸收医疗器械可行性研究项目已接近尾声,该器械是一种基于晶格结构的 3D 打印植入式医疗设备,可用于定制生产软组织移植物、伤口基质和烧伤敷料基质。

一人戴手套握着一个海绵状的黄色球体

展示 Poly-Med 在 Formlabs 3D 打印机上打印 Photoset® 023 树脂的示例。(图片:Poly-Med)

在开发该树脂的过程中,Poly-Med 公司在 Form 3 和 Form 4 3D 打印机上均使用了 OMM。特别是 Form 4 的加热、挤压、剥离及混合速度控制功能,对开发至关重要。

“在开发生物可吸收材料时,我们希望摒弃通常用于降低树脂粘度的溶剂和反应性单体。打印机加热器成为了无需这些化学品即可打印生物相容性可吸收树脂的关键特性。除了加热器外,我们还希望打印机能配备刮板,用于混合树脂中加入的添加剂。”

Aaron Vaughn 博士,Poly-Med 材料科技部经理

通过 PreForm打印设置编辑器的控制功能,Vaughn 能够控制曝光、层高、加热温度、层厚、XYZ 轴校正系数等参数,开发出打印所需的精确设置。

自从上次与 Poly-Med 交谈以来,Vaughn 表示:“为了满足当前打印项目的需求,我们已增购了两台 Form 4 打印机。这两台 Form 4 打印机极大加快了我们的工艺与产品开发进程。”

Fabulous 解锁食品安全级 SLS 粉应用

“OMM 和 Fuse 1+ 30W 彻底改变了我们的材料开发方式。得益于这一开放平台,我们以极快速度验证了 DETECT 材料,为客户提供了一套不受传统系统限制的可靠工业解决方案。”

Arnault Coulet,Fabulous 首席执行官兼创始人

Fabulous 是一家专注于高端 SLS 材料的企业,已在 Fuse 1+ 30W 上成功设计并验证了其 PA11 DETECT 粉末。该公司以率先开发符合粉末床技术食品接触法规的专利材料而享有盛誉。这些材料还具有对食品和制药生产线安全至关重要的检测功能:材料内部的蓝色安全指示剂可实现光学检测,复合聚合物磁铁矿材料则支持金属检测。DETECT 材料由生物基 PA11 制成,拥有最高级别的食品接触认证。得益于 Fuse 系列生态圈的简单易用,Fabulous 无需借助昂贵的高端 SLS 系统即可验证 DETECT 此类专用材料。

说明食品工业安全要求的 DETECT 样品部件:蓝色光学检测与磁性金属检测相结合。

在验证粉末的过程中,Fabulous 实现了材料的各向同性机械性能。此外,得益于 OMM 和 Fuse 生态圈的可靠性,Fabulous 确认 DETECT 材料通过了针对 Fuse 1+ 30W 直印部件的 EU 1935-2004 / 10-2011 和 FDA CFR 21 迁移测试。

深灰色冰料挤出机部件

该在冰料挤出机采用 Fuse 1+ 30W 和 DETECT 材料打印而成,现已投入生产,取代了传统的加工和模具成型部件。这款部件充分体现了它在表面光洁度、几何结构复杂性方面的优势,以及在食品与制药行业中的工业应用价值。(图片:Fabulous)

Fabulous 提供可直接上传至 PreForm 的 FPS 文件,并附有在 Fuse 1+ 30W 上打印 DETECT 材料的详细用户指南,其中包括推荐设置和后处理协议。

两个轮子,左侧纹理粗糙,右侧纹理光滑。(图片:Fabulous)

Fuse Blast 处理前(左图)和处理后(右图)的部件。(图片:Fabulous)

两个相同的部件。左边这个比较粗糙。

Fuse Blast 是一种全自动清洗和抛光解决方案,可使部件获得半光滑的表面光洁度。(图片:Fabulous)

在 Fuse 1+ 30W 上打印 DETECT,打破了工业级 SLS 系统的高成本壁垒和外协加工的长周期限制,让食品安全部件的打印触手可及。

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从食品安全粉末到生物可吸收树脂,Formlabs 打印机上的 OMM 为处于材料科学前沿的研究人员提供了突破打印边界所需的工具。

虽然 OMM 和打印设置编辑器是调试打印流程的绝佳工具,但操作可能具有一定门槛。为此,我们准备了丰富的资源供探索 OMM 的用户使用。点击此处可转到专门用于共享 FPS 文件的论坛页面。此外,以下资源可用于 SLA 和 SLS 3D 打印。

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