试样材料分析。照片来源，所有图片：AIM3D

AIM3D GmbH（德国罗斯托克）是罗斯托克大学的一家分拆公司，旨在大幅降低金属零件增材制造（AM）的成本。AIM3D与该大学合作，使用PA6GF30胶带（巴斯夫（德国路德维希港）Ultramid B3WG6）进行了一系列测试，这是一种玻璃纤维增强的聚酰胺材料，以确定复合挤出建模（CEM）3D打印工艺的潜力。在AIM3D ExAM 255和ExAM 510机器上打印测试样品，并将试样的拉伸强度与注塑成型和传统3D打印等替代工艺进行比较。据说对材料测试的评估得出的结论是，打印的PA6GF30优于其他3D打印工艺，几乎达到了注塑成型的拉伸强度。

AIM3D指出，PA6GF30是工业批量生产应用中常用的材料，如汽车，专用机器制造或设备技术，因为它结合了高机械性能与耐温性和耐介质性。据报道，PA6GF30组件也非常适合在工作温度允许的情况下替代金属或铝部件。

关于机械性能，例如拉伸强度，通过在AIM3D ExAM 255和ExAM 510系统上3D打印玻璃纤维增强聚酰胺获得了非常高的值（见图1）。与使用长丝材料的粉末床工艺或3D打印工艺相比，AIM3D报告称CEM工艺系统具有接近热塑性塑料注塑成型工艺的拉伸强度。

先，在带有PA6GF30的ExAM 255和ExAM 510机器上打印了拉伸棒。3D打印网的取向是可变的 - 0°用于与拉伸方向一致的铺层（纤维的取向也在拉伸方向上），±45°用于交替方向为±45°的模式。与注塑成型的PA6GF30，可比较的PA6GF30长丝和通常用于3D粉末床打印的PA12材料进行了比较。

AIM3D表示，图1表明CEM技术接近注塑成型值，但与长丝相比具有显着优势。这种现象主要归因于巴斯夫PA6GF30材料的原始颗粒含有长达3毫米的玻璃纤维，可以承受更长时间的拉伸力。相比之下，由于技术原因，据报道，长丝中的纤维长度更短。通常，纤维增强（GF）和纤维填充（如果仅使用短纤维）是有区别的。

终，测试证明PA6GF30在3D打印时的高强度和130-150°C的高连续工作温度相结合，使其成为一种普遍适用的材料。结合CEM系统上优化的可印刷性，将来可以打印多功能应用，例如夹具或搬运工具（通常由铝铣削而成，这是一种材料密集型工艺）。总而言之，AIM3D表示，在成本（单位成本）以及3D打印组件的增强性能参数方面有许多积极的方面。

此外，与传统制造的组件相比，3D打印的特殊吸引力在于通过3D打印兼容的设计方法进行“功能集成”。功能集成意味着可以在一个打印过程中制造组件。AIM3D生产了一个由PA6GF30制成的配备电机安装的挤出机外壳，作为该过程的演示，其中电机安装，墙壁中的两个空气管道，通风口和传感器安装都作为单个组件集成到外壳中。在传统的铝制零件生产策略中，必须从一个块铣削三到四个零件，从而导致原材料的浪费。此外，在设计阶段需要时间来设计一种解决方法，以避免使用槽钻等特殊工具，并对组件进行适当的形状拟合连接。编写CAM铣削程序所花费的时间也被消除，特别是对于小批量生产。手动装配工作大大减少，这也对零件的成本计算产生了积极影响。

由PA6GF30制成的3D打印部件的示例。右侧是一个挤出机外壳，采用功能集成的3D打印技术生产。

PA6GF30通常难以用于3D打印。除了价格和获得它的挑战。然而，据报道，CEM工艺的独特之处在于，它能够使用没有长丝的市售颗粒，其中材料采购成本与没有模具成本的注塑成型相同。此外，3D打印提供了几何自由度（如底切），仿生设计机会或选择性密度（不同的强度，材料节省，选择性弹性）。

AIM3D席执行官Vincent Morrison博士说：“对于不含长丝的原材料，与注塑成型相当的价格是我们CEM 3D打印系统技术的一个优势。“使用PA6GF30，我们的ExAM 255机器能够生产具有精细打印分辨率的复杂，精致的零件，以及具有更大层厚度的大型结构部件，从而通过先进的3D打印实现大的成本效益。

当然，AIM3D指出，先进的3D打印工艺无法与大中型批量生产运行的注塑成型节省的成本相匹配。然而，在中小型生产运行和快速原型制作的情况下，3D打印占了上风，CEM工艺仍然被证明是铣削铝生产的合适替代品。