可以使用超过 100 万次的 3D 打印机器人抓手来了，有机硅竟然这么神奇？

树脂、合金（如镍基铬、钴、铝、钛等）、聚合物、陶瓷、 塑料等，这些都是较为常见的用于 3D 打印的材料。 不过，3D 打印本身最大的好处之一就是：它能够让我们以一种全新的角度来重新审视已有的做法，比如，有没有可能通过有机硅 3D 打印，来生产出传统加工方法无法加工出的部件呢？

本刊记者在 TCT 2019 瓦克化学的展台上见到了很多精妙绝伦的 3D 打印部件，如机器人抓手、导电硅胶片、心脏瓣膜等，共同点是它们都是通过 100% 的有机硅打印出来的。

除了震惊，还是震惊！因为有机硅 3D 打印技术诞生才两年多的时间，作为一种打印难度非同一般的特殊软胶材料， 其很多功能性应用已经被瓦克挖掘出来。那么，有机硅 3D 打印的商用情况如何，其部件的稳定性是否满足使用要求呢？ 带着这些问题，本刊采访了瓦克化学 ACEO 有机硅 3D 打印业务全球市场总监 Egbert Klaassen 先生。

本刊：我们看到瓦克的展台上有一款有机硅打印出的机器人抓手，为何会想到用有机硅打印机器人抓手呢？

Egbert Klaassen 先生：现有的机器人处理系统往往会造成过度浪费，有没有一种方案可以更加轻便、温柔地处理一些注塑成型的部件呢？答案是 yes! 瓦克就利用 3D 打印成型出有机硅机器人抓手，从功能性方面而言，由于使用了真正的有机硅，该机器人抓手可以使用超过 100 万次。

对于将我们的产品用于重要应用的客户而言，产品可靠性至关重要。我们正在进行全面的机械性能测试，首批测试结果表明：有机硅 3D 打印部件在 X 和 Y 方向的性能与注塑成型部件不相上下，在 Z 方向的性能与注塑成型部件接近。 凭借“按需滴胶”技术，我们能够生产出品质可匹敌注塑成型部件的高精度部件。事实上，如果认可了瓦克 ACEO® 打印 部件，便无需采用传统注塑开模等费工费时的方法直接成型 部件用于小批量生产。

ACEO® 可以使用不同的有机硅（例如不同硬度和 / 或颜色）实现多材料 3D 部件打印。我们的多喷嘴打印机适用三种不同的材料和支撑材料，从而实现真正的多材料 3D 打印。此 外，我们的材料组合最近又新增了一个成员——导电硅胶。

本刊：瓦克新增的导电硅胶主要用在哪些方面？

Egbert Klaassen 先生：汽车座椅在汽车中是一个非常 重要的装置，一个舒适安全的汽车座椅，不仅可以缓解疲劳， 而且能增强行车安全性。基于有机硅独特的耐高温性能，瓦 克在去年 10 月为汽车座椅开发出一款导电硅胶，该部件加了 电流之后就会发热，从而为行车带来更多的舒适性。

本刊：您刚刚强调瓦克的有机硅 3D 打印使用的是“真正 的有机硅”，何谓真正的有机硅？它究竟有何特殊之处？

Egbert Klaassen 先生：瓦克的定位是真正使用有机硅弹性体来制作出功能性（真正可以用）的零部件。我们使用的材料是超过 30 年历史的瓦克 ELASTOSIL® 液体硅橡胶， 它们的传统应用包括医疗、航空、汽车等领域。尽管市场上有些公司声称他们能够使用有机硅进行打印，但我相信，只有瓦克 ACEO® 使用真正的有机硅弹性体实现真正的 3D 部件打印（含支撑材料），基于按需滴胶（DOD）技术，瓦克 ACEO® 有机硅打印出的部件可以直接使用，性能几乎和传统注塑加工生产出的有机硅部件不相上下。

本刊：与其它类型的合成橡胶相比，有机硅的 3D 打印部件有哪些优势？

Egbert Klaassen 先生：和其他合成橡胶相比，有机硅拥有一系列独特的化学与机械性能，例如柔韧性和弹性、耐候性、 应用温度范围、抗辐射性、生物惰性等。因为瓦克的 ACEO® 技 术能实现传统加工几乎等同的性能，所以这些优良的性能也被传递到 3D 打印的有机硅部件上。

比如，硅橡胶在 -30℃ -200℃的的使用温度内可以保持其柔软和弹性；有机硅不需要增塑剂，所以其柔韧性能一直保持下去；通常情况下，硅橡胶具有生物相容性，并符合食品应用要求，所以很适合用于医学和食品相关的应用，等等。

本刊：您认为有机硅 3D 打印将在哪些市场取得更大发展？

Egbert Klaassen 先生：虽然有机硅 3D 打印面世才两年多的时间，瓦克已经成功开发出超过 1000 名客户。相较于注塑 成型，有机硅 3D 打印的优势主要在于生产的灵活性（一次性、 小批量、快速交付等），以及帮助工程师创作功能强大的全新 部件的“3D+ 设计”。

短期来看，我认为非常需要有机硅的性能，但是订单量较小的应用会迎来很大发展，比如 MRO 设备保养维修作业中的一些小配件；还有传统加工方法无法制造出的有机硅部件，比如中空的机器人抓手、心脏瓣膜模型等产品；还有一些对轻量化有极高要求的领域，也会在设计时更多考虑 3D 打印，比如航空领域使用的减震机构，等等。

长期来看，只要是应用到传统有机硅加工的领域，比如医疗、 汽车、航空等，我认为将来都有可能会使用有机硅 3D 打印技术。

本刊：瓦克目前已经在德国和美国分别成立打印实验室， 请问这个实验室主要为客户提供哪些服务？对于亚太地区 3D 打印市场，瓦克有什么样的市场开拓计划？

Egbert Klaassen 先生：瓦克在德国和美国实验室提供的服务是相同的。我们专注于使用有机硅的 3D 打印实践经验， 实验室的项目通常按照客户的需求量身订制。有些客户了解 3D 打印并希望对有机硅的用途有更多了解，而有些客户对有机硅有所了解，希望知道更多关于 3D 设计的知识。客户可以在网 上申请开放式打印实验室的体验课程。

下一步在亚太地区的市场开发，瓦克的首要任务是“本地 化”。我们将推出中文版 ACEO® 网站和网上商店，便于中国客户上传和订购部件。此外，我们还专门组建了一个全新的中 国 ACEO 团队，随时就中国客户的需求提供支持，并帮助解决设计指南相关的问题。最后，我们瓦克的同事将向其客户推广 ACEO® 的优越性能，因此我们能够利用已有客户群。

采访结束前，Egbert Klaassen 先生强调，ACEO® 技术是基于瓦克对打印机、软件和材料的专有开发，瓦克是服务供应商， 并不售卖系统。目前，有机硅 3D 打印市场也面临着一些挑战， 比如标准缺乏导致的客户认知混乱，一些声称“使用有机硅 3D 打印的产品”，使用的并不一定是真正的有机硅材料，这样打 印出来的产品性能可能会引起客户的担忧，最终损害真正有机 硅打印的名声。另一方面，目前不少客户对 3D 打印技术的认知还处于比较初级的，所以相关的供应商要携手共同教育和培育市场。

文/班红芳