復志科技：Raise3DHyperCore速聚芯系列高性能工程塑料白皮書（11頁）.pdf

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1、速聚芯 系列高性能工程塑料Raise3D Hyper Core白皮書 White PaperCONTENTS目 錄12345高性能材料3D打印發展現狀01高性能復合材料打印的挑戰02Hyper Core 速聚芯 系列材料的解決方案04軟硬件配套：搭載Hyper FFF 技術的Raise3D Pro3 HS系列05Hyper Core速聚芯 系列材料的性能比較07高性能材料3D打印發展現狀 01 Raise3D Hyper Core 速聚芯 系列高性能工程塑料1最近兩年，隨著硬化鋼噴嘴和高溫擠出機的普及，越來越多的企業和個人用戶開始嘗試使用工程性能材料如聚碳酸酯(PC)、尼龍和碳纖維復合材料進行

2、3D打印。這一趨勢不僅推動了自動化生產線中3D打印設備的使用，也為生產效率的提升帶來了顯著影響。2021年8月2021年9月2022年7月2022年9月2022年12月2023年3月2023年3月2023年6月2023年8月Raise3D高性能和碳纖維3D打印設備包括RMF500、Pro3/Pro2系列碳纖版本和E2CF/E2S聯合利華和路雪太倉工廠是全球首個食品行業獲評黑燈工廠的項目，僅200名員工卻能生產全國一半以上的“夢龍”和“可愛多”系列冰激凌。其生產線的氣動工作桿是一個易損零件，原先是由碳纖維包覆環氧樹脂制作，一般制作周期為兩周，成本為1,200元。這意味著需要一個抓取點位會停2周生

3、產。工程師不得不要求供應商進行本地備用該易損件，并分攤其庫存成本。在引入了Raise3D E2CF 3D打印機后，使用PET-CF材料進行打印，能滿足性能要求的同時，不僅其生產成本降至150元，還能實現隔日交付，極大地提升了生產效率。案例故事：黑燈工廠的快速響應備件碳纖維包覆的原始零件使用打印的零件國內制造業標桿企業引入Raise3D高性能和碳纖維3D打印設備時間 02 Raise3D Hyper Core 速聚芯 系列高性能工程塑料汽車和汽車零部件企業更愿意使用高性能材料2023年，財富500強的224家制造業企業中，約1/3已經引入 Raise3D 高性能和碳纖維 3D打印方案，其中34家

4、汽車及汽車零部件行業占75%。其中縮短測試和研發周期仍然是主要使用場景。挑戰1：“碳纖維”材料的濾鏡效應傳統的碳纖維產品通常以環氧樹脂為基材，以碳纖維布或連續纖維為增強材料，其性能普遍優于增強纖維打印。許多用戶因“碳纖維”三個字而進行選擇購買，不僅因為連續纖維和增強纖維的性能差異，還因為較低纖維添加比例、以及樹脂基材選擇，導致零件的強度不能滿足要求。然而，許多用戶嘗試了PLA-CF后，往往因為其和普通PLA性能無明顯差別，而對材料產生失望情緒；9075653050縮短研發開發周期供應鏈改善工裝和模具試產和早期小批量產品其他用途人形機器人的3D打印部件隨著人工智能技術的快速發展，通用人形機器人成

5、為市場熱點。為了加快產品迭代和上市時間，同時兼顧減輕負載重量，機器人企業普遍采用3D打印高性能材料進行部件制造。傅利葉智能公司即為一個典型例子。圖為傅利葉智能發布的人形機器人和3D打印中心（來源：傅利葉智能官網）圖為某新能源汽車試制部門使用3D打印技術高性能復合材料打印的挑戰2盡管3D打印技術帶來了諸多便利，但在使用高性能復合材料時，用戶仍面臨一些挑戰：03 Raise3D Hyper Core 速聚芯 系列高性能工程塑料16%14%12%10%8%6%4%2%0%01234567891090銷量：68銷量：2080706050403020100某品牌PLA-CF某品牌PET-CF不同基材樹脂

6、導致的性能有顯著差異，不同碳纖維含量有顯著差異（數據采用 eSUN 的官方材料）碳纖維濾鏡：和PLA性能差別不大的PLA-CF，其銷量遠高于滿足真實強度需求的PET-CF碳纖維含量斷裂伸長率(%)(Z)挑戰2：零件打印的難度增加，良品率降低使用尼龍聚酰胺基或PC等工程塑料作為基材時，常常會出現噴頭堵頭嚴重、打印速度下降、零件翹邊、Z軸層間結合力差等情況，導致用戶對高性能復合材料的打印望而卻步。挑戰3：打印速度緩慢在高速打印過程中，無論使用何種材料，一個主要的挑戰是“冷芯”現象。打印機噴嘴的熱量首先熔化耗材的外部，使得外層材料總是先于內部區域熔化。這種現象導致內芯溫度較低，無法像外層那樣均勻、快

7、速地熔化，造成擠出耗材的熱分布不均，最終導致打印件層間結合力差和表面粗糙。另外纖維增強復合材料在熔化后變得非常粘稠，難以從打印機噴嘴中擠出，同時纖維材料的添加加劇了冷芯的現象，使得只能以較慢速度進行打印。冷知識，常規工藝下碳纖加越多，層間結合力越差，只能提高XY強度和表面磨砂質感。硬的很！打印質感也不錯！就是太脆，摔地上就分層了.碳纖維就是增加韌性的，PLA本來就是幾張常見耗材里最硬的，PETG的優勢是不會見光分解硬度差PLA很多的。XX 這個PLA容易拉絲 干燥了也拉絲。PC尼龍不耐潮，打印成品是不是也一樣在潮濕環境下容易“分層”？無論你碳纖維多結實，層間粘合力才是上限目前這些所謂的碳纖維料

8、完全就是噱頭而已，碳纖維材料之所以強度高很大程度上是靠纖維長絲交疊來實現的,而3D打印的碳纖維料就算料里面有長絲，那層與層之間也不可能存在交疊，而且打印機的工作原理就決定了料里不可能有長絲，強度更是無稽之談。與其花高上天的溢價買所謂的碳纖維料，不如買質量好的PLA或者ABS。XX 的機器換加硬噴嘴，能打 XX 的PLA CF材料不拉絲，這怎么說？PETG CF流實在拉得沒辦法，估計 XX 的是假的碳纖維材料了嘿嘿尼龍打印出來之后洗了洗粉，用水，嘿嘿嘿嘿嘿，嘿嘿嘿想似了碳纖維不談硬度，屈服強度，主談外觀，太水。冷芯ePAHT-CF斷裂伸長率：8.93碳纖維含量：15%eABS-CF斷裂伸長率：5

9、.7碳纖維含量：8%ePLA-CF斷裂伸長率：4.72碳纖維含量：4%04 Raise3D Hyper Core 速聚芯 系列高性能工程塑料Hyper Core 速聚芯 系列材料的解決方案3Hyper Core 速聚芯 系列線材采用了近似連續纖維的“包芯”工藝，可以將至多35 wt%碳纖或玻纖集中，形成線材的“內芯”；以尼龍或ABS等高流通性熱塑材料作“包漿”，也就是基材，基材設計具有較低的熔點，同時保持較高的熱穩定性。碳纖維或玻璃纖維的內核與外緣基材之間形成的梯度界面，在材料的外周形成了一層“皮膚”，改善了材料的延展性和強度。這種雙重特性確保耗材能夠快速達到柔韌狀態，便于擠出，而不會在高速打

10、印的高溫下降解。嵌入的碳纖維或玻璃纖維材料也經過特殊處理，以增強與基體聚合物的層間結合力，從而提高擠出材料的整體結構完整性。普通復合材料速聚芯 材料在電子顯微鏡下的截面狀態Hyper Core 速聚芯 系列材料富含更多碳纖維增強內芯500m金珉德博士Raise3D材料和應用事業部總監聚合物與纖維之間的相互作用經過精確設計，以促進從固態到液態再回到固態的快速可控過渡。這種快速轉換對于Hyper FFF 高速打印至關重要，因為它能夠快速分層，避免通常與冷卻和再加熱相關的延遲。這種精確的化學配方確保耗材不僅能均勻熔化，還能與每一層粘合并迅速凝固，確保在應用下一層時，每一層都能得到充分支撐。Hyper

11、 CorePPA CF25Hyper CorePPA GF25PATH-CFPA6-CF4.34.22.12.2復合材料零件Z軸的楊氏模量(GPa)所有 Hyper Core 樣本均按照 ISO 527-2 進行打印，打印速度為300 mm/s其他復合材料樣品數據來自已發布的 TDS 05 Raise3D Hyper Core 速聚芯 系列高性能工程塑料案例項目是國內某牙膏日化的自動化產線，業主希望能通過3D打印替換傳統的CNC加工的金屬手指零件，減少協作機器人和夾爪的負載，延長其使用壽命，項目合作伙伴原計劃使用連續纖維進行該零件的制造，但是其制造成本大大超出了國內CNC的加工成本。在和Rai

12、se3D的工程團隊溝通后，轉向使用Hyper Core速聚芯 材料進行打印，并在完成后利用Raise3D打印機的高精度表現，將一塊標準金屬鋼板嵌入到手指當中，確保制件剛性的同時，大幅減少了成本（該鋼板為標準件，淘寶2元購入）。還在和牙膏盒面接觸的時候采用的TPU軟材料，不和牙膏盒表面產生磨損。案例故事：不是連續纖維用不起，而是鋼板更有性價比左為連續纖維打印手指，右為HyperCore速聚芯打印軟硬件配套：搭載Hyper FFF 技術的Raise3D Pro3 HS系列4Raise3D Pro3 HS 系列搭載 Raise3D Hyper FFF 技術，配備高流量熱端和主動消振算法，打印速度最高

13、可達 300 mm/s，平均打印速度能夠處于 200-300 mm/s 區間，為長期高速打印碳纖維材料提供硬件和軟件的支持。搭載 Hyper FFF 技術全新優化的高流量熱端，相比 E2CF 桌面設備（4mm3/s）其流量擠出增長為原來的6倍（24mm3/s）。主動消振算法配合 ideaMaker 切片軟件，讓切片打印的的效果擁有更好的表面質量和尺寸精度。高性能碳化硅噴嘴無論是 Hyper Core 速聚芯 材料還是 Industrial 系列高性能耗材，都需要更高的耐溫溫度，以滿足高性能材料的打印。Raise3D 采用的高性能碳化硅 SiC 噴嘴，作為一種特種陶瓷材料，碳化硅的硬度高于黃銅和

14、硬化鋼，也高于紅寶石；同時相比其他材料具有良好的自潤滑性能、耐高溫和化學穩定性，保證了其長期穩定使用。1086240碳化硅紅寶石硬化鋼黃銅9.597.83.5莫氏硬度Air Flow Manager 氣流管家系統Air Flow Manager 氣流管家系統能循環打印艙室的熱量，有效的對打印艙體進行散熱平衡,確保零件在打印過程中的溫度均衡。實際使用過程中，能通過該循環系統將打印艙溫度維持在45-48，減少高性能材料打印過程中，因溫度變化導致翹邊失敗。速度的提升來源于主動消振算法的普及FFF/FDM的3D打印技術，是打印機頭沿著計算機設定的路徑上進行移動，一層層堆積擠出線材冷卻后形成三維圖形。當

15、機頭移動時候存在有慣性，當機頭沿著路徑轉彎的時候，便如同剎車過彎一樣，會變成曲線，從而造成零件良品率下降甚至打印失敗。因此在過去通常把打印機頭移動速度降低到 50-80mm/s 以下。主動消振算則可以類比為，每當打印機頭進行任何高速方向變化時，它都將計算一個優化的加速模式，并吸收過度的振動。通過測量擠出機頭的固有頻率，處理器將單個加速命令劃分為兩個等效的加速度，以產生兩個反向振動波，抵消它們在反向階段的振動。為什么近兩年FDM/FFF打印技術速度提升了這么多？06Raise3D Hyper Core 速聚芯 系列高性能工程塑料 07 Raise3D Hyper Core 速聚芯 系列高性能工程

16、塑料Hyper Core 速聚芯 系列材料的性能比較5Hyper Core 速聚芯 系列線材提供多種材料，每種材料都是為特定應用和性能要求量身定制的。舉兩個例子，Hyper Core PPA CF25 和 Hyper Core PPA GF25，其中 CF 表示碳纖維，GF 表示玻璃纖維。數值表示這些纖維在材料中的百分比組成。Hyper Core PPA CF25的碳纖維含量為25 wt%。采用高性能聚酰胺為基材的這種材料專為高強度和高剛性的應用場景設計，如高剛性的夾具和固定裝置、輕質鋁件或澆筑尼龍零件替代。高比例的碳纖維填充，增強了其拉伸強度，還提高了其耐溫性能，另其可以適用于如吹塑、低溫注

17、塑熱成型模具的應用。Hyper Core PPA GF25的玻璃纖維含量為25 wt%，具有Hyper Core PPA CF25基材的共有的優點，但針對不同的應用進行了優化。玻璃纖維增強了抗沖擊性，使這種耗材成為必須承受重復應力或沖擊物品的理想材料。這種材料的固有特性還包括高耐磨性和較低的翹曲傾向，確保打印后的尺寸穩定性。是汽車內外飾、軸承、密封、連接器、控制器等的理想材料。Hyper Core ABS CF15的重量中包含15 wt%的碳纖維，專為需要ABS的高耐用性和光澤，同時需要碳纖維增強強度和剛度而定制。這種材料非常適合汽車和航空航天應用中對于需要輕量化但又需要高強度的零件而生機油尺

18、的是檢查發動機潤滑油油面的高低的工具，也是尋找故障原因，延長發動機使用壽命的重要工具。其材料需要耐機油，并有一定的韌性，通常使用金屬或者玻纖尼龍進行制作，4S店檢查時有時會損壞。整車廠商通過使用Hyper Core PPA CF25打印機油尺，替換傳統制造。并提供給4S門店，以減少庫存和備貨。傳統制件3D打印樣件案例故事：國內某新能源汽車售后團隊使用高性能尼龍制件 08 Raise3D Hyper Core 速聚芯 系列高性能工程塑料查看頁面及完整版材料參數，請訪問官網頁面 https:/ CorePPA CF25Hyper CorePPA GF25Hyper CoreABS CF258.86

19、.65.4彈性模量GPa180200801001201401606040200Hyper CorePPA CF25Hyper CorePPA GF25Hyper CoreABS CF25熱變形溫度（）7.16.86.976.76.66.56.4Hyper CorePPA CF25Hyper CorePPA GF25Hyper CoreABS CF25沖擊強度（kJ/m）120100806040200Hyper CorePPA CF25Hyper CorePPA GF25Hyper CoreABS CF25拉伸強度MPa中國總部上海市楊浦區國權北路1600號灣谷科技園A5座13樓中國分公司西安市高新區高新二路線市眾創示范街區A104深圳市龍華區民治街道民強社區寶山時代大廈8樓808室美國分公司13 Orchard Road,Suite 108,Lake Forest,CA 9263013310 Pike Road,Stafford,TX 77477歐洲分公司Tenorweg 6,3363LN,Sliedrecht,The Netherlands電話：400-6367-888郵箱：網址：微信公眾號嗶哩嗶哩