3D打印材料選擇有機硅的原因是什么？

目前可用于3D打印的材料，常見的有樹脂、合金（如鎳基鉻、鈷、鋁、鈦等）、聚合物、陶瓷、塑料等。憑借ACEO? Imagine Series 100，瓦克成為了第一家通過3D打印工業(yè)化生產(chǎn)彈性體的公司。而在瓦克首次推出這項具有革命性意義的技術(shù)之前，有機硅還無法進行3D打印。而如今，100%有機硅已被用于建模或小批量生產(chǎn)，令許多行業(yè)獲益匪淺。那么，對于3D打印行業(yè)來說，“100%有機硅”或“真正的彈性體”究竟有何特殊之處？

對此，我們特意邀請到了來自德國瓦克ACEO?專家團隊的Bernd Pachaly博士，下面將以采訪的問答形式與大家分享一些他對于有機硅材料應(yīng)用于3D打印技術(shù)的深刻見解，幫大家一起揭開有機硅3D打印的神秘面紗。

本期采訪嘉賓：

Bernd Pachaly博士

柏林工業(yè)大學(xué)化學(xué)博士學(xué)位，1984年在威斯康星大學(xué)進行博士后研究。在有機硅領(lǐng)域擁有多年的研究工作經(jīng)歷。1985年，加入瓦克化學(xué)集團。先后擔(dān)任過核心研發(fā)部門主管、有機硅業(yè)務(wù)研發(fā)經(jīng)理以及有機硅工程部的業(yè)務(wù)團隊主管等職務(wù)。2013年，接管有機硅創(chuàng)新業(yè)務(wù)，自2017年以來，一直負(fù)責(zé)有機硅3D打印項目。

Q1.Pachaly博士，請問有機硅到底是什么？

A:有機硅學(xué)名聚硅氧烷，是一類其主鏈由硅氧原子交替而成的聚合物的總稱。在這類材料中，硅橡膠是重要的成員，它由液體硅橡膠或固體硅橡膠通過多種交聯(lián)反應(yīng)而制成。

Q2.ACEO?使用的是哪種類型的有機硅？

A:ACEO?使用的是液體硅橡膠，這種材料由于被瓦克廣泛用于注射成型而早已熟為人知。作為瓦克旗下品牌之一，ACEO?受益于瓦克70余年的有機硅專業(yè)技術(shù)知識，持續(xù)不斷地開發(fā)這類有機硅，以滿足具體的應(yīng)用要求。

硅橡膠的主要成分是有機硅聚合物、交聯(lián)劑、補強填料和催化劑，這些材料與高粘度混合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)后便形成橡膠。其中不使用任何有機物或共聚物，并且成品為真實的橡膠（100%有機硅），而非“類橡膠”材料。此外，這種交聯(lián)反應(yīng)是一種鉑催化硅氫加成反應(yīng)，沒有副產(chǎn)物或殘留物。

Q3.與其它類型的橡膠相比，100%有機硅有何特別之處？

A:令合成橡膠無法企及的是，有機硅擁有獨特的化學(xué)與機械性能，例如：

柔韌性和彈性

耐候性

應(yīng)用溫度范圍廣

抗輻射性

生物惰性

通常情況下，硅橡膠具有生物相容性，并符合食品應(yīng)用要求。因其本身具有穩(wěn)定性，所以無需任何添加劑和穩(wěn)定劑。

Q4.與有機硅注射成型相比，有機硅3D打印擁有哪些優(yōu)勢？

A:有機硅3D打印無需使用任何工具或模具，便可直接將數(shù)字模型轉(zhuǎn)換為實物，從而降低生產(chǎn)成本，特別是用于建模或小批量生產(chǎn)時，尤其如此。

有機硅3D打印的另一個優(yōu)勢在于節(jié)省生產(chǎn)時間：可以大幅縮短工藝周期；同時可在產(chǎn)品開發(fā)期間快速改進產(chǎn)品。

每一個3D打印部件都能進行個性化定制，從而滿足口腔或牙齒護理等行業(yè)的需求，便于制作模擬人體組織的解剖模型。

ACEO?可根據(jù)具體的應(yīng)用要求提供定制化有機硅

Q5.3D打印的100%有機硅能夠讓哪些應(yīng)用和行業(yè)受益？

A:在交通運輸或機械設(shè)備等工業(yè)領(lǐng)域，快速建模、產(chǎn)品小批量生產(chǎn)以及按需生產(chǎn)備件都非常重要。

在醫(yī)療領(lǐng)域，憑借有機硅3D打印，可生產(chǎn)牙用夾或解剖模型等個性化定制應(yīng)用，并且ACEO?產(chǎn)品還有助于根據(jù)具體病人的不同情況進行定制化治療，從而進一步推動醫(yī)學(xué)教育和術(shù)前計劃的制定。

瓦克擁有著70多年的有機硅專業(yè)知識與技術(shù)，因此每道工序都滿足最高的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。