Zortrax Endureal：適用於高溫材料的新型工業級3D列印機

Zortrax新推出的第三世代3D列印機-Zortrax Endureal，現在可以在Zortrax系統中進行高性能線材的先進製造。

3D列印行業思想領袖之一曼努埃爾·加西亞·萊納（Manuel Garcia-Leiner）在2019年時提議將3D列印機分為三代產品，它與Zortrax生態系統非常匹配，根據3D設備的設計和操作特性將其劃分為，第一代3D列印機依靠室溫性能；第二代機器，例如Zortrax Inventure，引入了可加熱至80°C的封閉式列印室；第三代3D列印機，提供先進的熱管理功能，用戶可以精確定義列印室的溫度，持續維持在200°C，如同新開發的Endureal。

該使用先進的熱管理系統的工業級設備設計用於在使用地球上最強的聚合物進行列印， 運作方式如下。

熱管理解決方案

由於該機器是針對工業領域的，因此Endureal可以使用高溫Z-PEI 9085或PEEK進行列印，這些材料具有與金屬合金相當的性能，但密度和重量卻較低。使用此類材料進行3D列印需要設備組件的連續運行，並需要滿足經常涉及高溫的條件。我們確保列印機可以在材料擠出所需的最高480°C的溫度下運行，並且可以在列印室內保持200°C的穩定溫度，即使對於大多數苛刻的高溫材料來說，也是綽綽有餘。因此，製造一台能夠承受這種列印過程設置的機器是一個很大的挑戰。
​工程師們必須精心選擇列印機硬體的材料和組件，並徹底考慮運作的邏輯與流暢性。因此，Endureal圍繞三個隔熱區域進行設計：列印室，噴頭組室和進料室。因為列印室和噴頭組室之間的溫度差可能會超過100°C，所以使用先進的技術，在其中某一個區域中保持溫度對另外兩個區域的影響會達到最小。此外，我們設法讓用戶在列印過程中的三個關鍵點（即噴頭，列印平台和列印室）中精確調節溫度，從而在列印高溫材料時獲得最佳性能 。

穩定的效能控制

Endureal完美掌控對構建模型的每個階段以及硬件組件的狀況，其配備了一系列傳感器，可以實時監控關鍵部件的作動和操作。斷電續打系統已經在我們的M200Plus、M300Plus和M300Daul等3D列印機中得到驗證，可以在檢測到斷電時保存列印進度，Endureal可以恢復噴頭的確切位置，並繼續從同一位置進行列印， 用戶可以通過安裝在列印室中的耐熱攝像機的實時鏡頭來監視列印進度。
多個獨立的傳感器負責檢測線材問題，當料線卡住或用完時會通知用戶，還可以通過防止列印機過熱的溫度傳感器以及測量硬件組件精確位置的電容式和光學式傳感器來確保連續運作。
​此外，專屬的線材進料隔間可創建一個封閉的環境，該環境具有最佳溫度和降低濕度，適合保存高吸濕性材料。這些安全措施已納入Endureal的設計中，以確保不間斷且高效地列印需要技術先進處理的材料。

​​為高溫材料而生的全方位技術

Zortrax Endureal在處理高溫材料時，需要進行某些列印前和列印後處理。​除了必須在適當的參數下進行列印之外，我們還將材料處理的範圍縮小到兩個步驟，這有助於實現所需的列印結果和模型的最終特性。
第一個是線材乾燥。列印之前執行乾燥線材，以減少材料中的水分含量，如果不去除水分，可能會對模型的溫度控制和機械性能產生不利影響。完成的列印件必須經過稱為“退火”的受控過程，在此過程中，它們會被加熱到其玻璃化轉變溫度（低於熔點），在此溫度下保持一段時間，然後緩慢冷卻，退火可以消除模型在列印過程中累積的內應力，並在不更改其初始形狀的情況下顯著改善物理和機械性能。
​這兩個步驟均在Endureal的列印室中執行，並且選單中有專用選項，只需少量的材料處理工作，用戶就可以簡單地開始列印，並在一段時間後從列印的模型上取下支撐材，這款工業級3D列印機中獨有的解決方案使處理要求苛刻的材料變得像使用ABS或PLA一樣容易。

支援雙擠出系統

由於我們希望Endureal能夠加工出具有出色強度和更高機械性能的模型，因此我們知道列印支撐結構需要經過深思熟慮的解決方案。
列印機避免對模型和支撐使用相同的材料，因為將產生不必要的成本，並使模型的後處理變得困難。因此，Endureal的設計從一開始就包含了雙擠出系統，它允許用戶列印適合所用模型材料的支撐結構。

我們已經徹底測試了易拆支撐和可溶性支撐，這些支撐目的在促進所有可使用的材料進行3D列印，這些支撐材料可以承受高溫並為模型提供適當的穩定性。
列印平台可加熱至高達220°C，在這溫度範圍內都能保持非常好的機械性能，而且，由於鋁製平台覆蓋有PEI膜，因此列印過程中的附著力得到了進一步提高。特殊材料和雙擠出機之間的應用聯繫將越來越平凡，並在未來超出我們的預期，我們也許能夠同時使用兩種不同的高性能材料來列印性能符合特定需求的高級複合材料零件，這也是​目前我們正在為歐洲航天局開發的技術。

多元工業應用

​Z-PEI 9085是Zortrax Endureal兼容的高溫3D列印材料之一，這種材料在航空航天工業中具有良好的記錄，被世界領先的製造商用於列印飛機內部阻燃部件，它具有與6061鋁合金相當的熱性能和機械性能，最近的發展也指出了在航天工業中使用這種材料的強大潛力。
我們在Z-PEI 9085中使用由相同聚醚酰亞胺(PEI)混合物製成的立方結構框架已成功通過了太空飛行所需的振動測試，由於其FST低（火焰，煙氣，毒性）和脫氣測試的良好性能，已被批准在國際空間站上使用。

航天工業測試的另一種材料是PEEK。這種材料製成的組件已在各種條件下進行測試，包括暴露於國際空間站以外的低地球軌道環境中，樣品在真空中或暴露於輻射和極端溫度變化時表現出最小的降解，研究人員可以在工作中使PEEK列印的結構部件在強度，穩定性和耐熱性方面具有非常好的特性。PEEK材料也具有生物相容性，這為3D列印在醫療領域開闢了可能性。

Zortrax Endureal是一款創新機器，非常適合所有上述行業和領域，它可以執行從乾燥，列印到退火的所有加工高性能材料所需的基本程序，並確保易用性和多功能性。最重要的是，在大多數情況下，用戶可以自己進行維護和保養，這極大地減少了停機時間，因為您無需等待合格的維修技術人員。因此，這是為高科技行業量身定制的獨特解決方案。

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