日本TORAY開發了一項適用於粉末床熔融成型(Powder Bed Fusion; PBF)方式3D列印的聚醯胺(PA)12真球狀粒子材料「Toraypearl PA12」。透過自行開發的PA粒子真球化技術,相較於既有PA12粒子,新材料能大幅提升成型品的性能,衝擊強度提高至2倍以上,表面平滑性則提升約2.5倍,將有助於3D列印成品的高品質化。
粉末床熔融成型方式以樹脂粉末為原料,具可高效率製作出高尺寸精度與高強度3D成型品的特點。目前3D列印用樹脂粉末市場中,以較低溫成型的PA12約占整體市場7成,為主流材料。然而,既有PA12粉末大多為不定形顆粒,排列不易均質化,導致成型品表面粗糙,一般須進行研磨等後加工處理。此外,造形過程中粒子間的孔隙亦會限制材料原有機械性能的發揮。
本次開發的Toraypearl PA12採用TORAY自有的真球粒子化技術,俾使粒子形狀高度圓整且粒徑分布均一,可廣泛適用於既有3D列印設備。由於粒子能夠均勻排列並實現高密度燒結,成型品表面粗糙度可達Ra 7 μm,夏比衝擊(Charpy Impact)強度達50 kJ/m²,展現優異的機械與表面特性。
此項技術不僅有助於減少後加工需求,也能在耐久性與氣密性要求較高的應用領域發揮優勢。預期可從原型製作進一步拓展至工業用途之機構零件治具、外殼等實用零組件,擴大3D列印於量產領域的應用範圍。