3d打印技术作为一种易于接近的增材制造技术，在当今的制造趋势中占据了核心地位，因此，我们看到了引入吹塑技术的机会，这种技术已经存在了很长时间，但在人机交互领域中还没有被完全探索。近日浙江大学王冠云教授团队提出了一种新型的pneufab吹塑技术，使吹塑技术更加民主化。
吹塑工艺简介
吹塑成型有三种形式：挤出吹塑成型（ebm）、注射吹塑成型（ibm）和注射拉伸吹塑成型（isbm）。每一种工艺均有独特的设计优势，适用于不同的产品生产。
挤出吹塑成型应用广泛，具有较低的加工运行成本，可用于制造各种形状的产品，且有多种材料可以选择，用该工艺生产的容器可以有整体手柄及多层薄壁。
注射吹塑成型是一种非常精确的工艺，适合生产医疗设备或化妆品包装，也适用于需要精确瓶颈和宽口径的容器。
注射拉伸吹塑成型通常用于高质量、高透明度的聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）容器，如水瓶。注射工艺可确保非常精确的瓶口，且拉伸环可以产生较高的力学性能。这种工艺非常适合饮料、农用化学品及个人护理产品。
适用材料
所有的热塑性塑料都可以采用吹塑成型工艺，但是某些材料可能更适合其中某种特定的工艺。挤出吹塑成型可加工的典型材料有聚丙烯（pp）、聚乙烯（pe）、pet和聚氯乙烯（pvc）。而注射吹塑成型适合的材料有pp和高密度聚乙烯（hdpe）。注射拉伸吹塑成型通常应用的典型材料是pe和pet。
吹塑成型影响因素
塑料吹塑成型的影响因素可以分为以下几个方面：材料的选取、加工工艺的参数、模具的使用、环境影响等。
1）不同的塑料材料具有不同的物理、化学和加工特性，选择合适的材料对于最终产品的质量和成本都有着重要的影响。倪梦非等人采用双螺杆挤出机对不同熔体强度的聚丙烯树脂进行玻纤增强改性，制备了3种加工性能不同的玻纤增强聚丙烯材料。通过流变仪与熔垂法分别测试材料的熔体强度，并对这3种玻纤增强聚丙烯材料的吹塑成型性能进行了研究。结果表明：提高材料的熔体强度有利于吹塑成型加工，并且吹塑成型相比于注塑成型其表面的浮纤现象更加轻微。
2）吹塑成型需要控制多个工艺参数，包括挤出速度、模具温度、冷却温度等等。这些参数会对产品的尺寸稳定性、表面光滑度、机械性能等方面产生影响。为改善塑料制件壁厚不均造成的产品成型质量问题，孙大龙等人以pe汽油瓶为研究对象，通过polyflow软件模拟了其吹塑过程，研究了吹胀压力、型坯初始温度以及型坯初始壁厚对汽油瓶制件壁厚均匀性的影响，实验表明：优化后的工艺参数吹胀压力为0.29 mpa,型坯初始温度为189℃，型坯初始壁厚为0.004 m时，该条件下制品壁厚均匀性较好，通过该法可以为后续吹塑制品成型提供一定的理论指导。
3）模具设计：模具形状和尺寸直接决定了最终产品的外形和尺寸精度。同时，模具还需要考虑塑料流动性和收缩率等因素，以保证最终产品符合设计要求。毛欣然等人通过数学建模的方式设计优化吹塑成型管坯弯曲装置连杆机构，结果表明：优化后的吹塑成型管坯弯曲装置提高了生产效率，减少了制品夹边长度和飞边面积，降低了成型过程所需的锁模力，满足设计指标要求。
面临挑战，利用数字工具定制吹塑产品
吹塑技术可以制造具有大容积、轻重量和复杂曲面结构的空心制品，被广泛用于大规模生产塑料制品。吹塑基本上是一种将可塑的中空材料（称为制管）吹气成目标形状的方法，可以通过手工成型或预设计的模具进行控制。此外，充气膨胀的速度非常快，除非使用模具，否则塑造特定的形状对于操作人员的技巧和经验有较高的要求。近年来，艺术家们利用数字工具进行定制吹塑产品的实验。然而，对于控制形状变化的探索有限，限制了其个性化和民主化。
浙江大学王冠云教授团队基于先前工作形状变化原理，提出了一种新型的pneufab吹塑技术，旨在克服相关问题并且实现民主化的制造过程。通过fdm 3d打印定制结构和时间触发方法实现，使普通用户可以通过吹气简单的fdm 3d打印热塑性结构来设计和创建中空体积形状变化。
pneufab，新颖且低成本的混合制造工作流程
pneufab 是一种新颖且低成本的混合制造工作流程，它利用了气体压力和柔性材料的特性来实现3d打印结构，并在其中嵌入各种电子元件和传感器。相对于传统的制造工艺，pneufab 能够大大降低成本和时间，同时也能够获得更高的灵活性和精度。气囊可以定制化，pneufab可以为不同的应用场景设计不同的气囊结构，以满足不同的需求。
由于充气结构是内部构建的，因此它们对产品的外观没有任何影响，以满足客户在外观上的要求。这是一种非常优秀的j9九游会真人游戏第一品牌赢的解决方案，通过使用3d打印和充气结构，pneufab创建了高度定制化，强度和美观的吹塑工件。
兼顾设计美学与机械性能
pneufab新型充气结构使用raise3d e2打印机来生产，能够帮助设计人员在一些吹塑制品上实现更高的制造效率和生产质量。raise3d e2打印机的优势在于它的高打印精度和稳定的打印性能，它可以准确打印出高质量模型，并且能保证打印的样件表面光滑细腻。作为一种基于3d打印的柔性生产模式，e2还可以轻松实现传统工艺无法加工出的复杂结构，这使设计师可以在自由地进行产品设计的同时还能保证高质量生产，使其成为生产这种复杂结构的理想工具。
在其制作过程中，raise3d e2默认喷嘴直径为0.4mm制造设计的热塑性胚，可替换为0.2、0.6、0.8和1.0mm，根据打印尺寸和精度需求，选择合适的喷嘴，更换便捷。使用e2常用的ideamaker切片软件生成打印文件。由于所有样品的数字模型都是薄壁空心的，为了保证打印件的密封性，将挤出率设置为95％，填充率设置为100％，其余为默认打印参数，以避免潜在的间隙和漏气，特别是在打印需要填充的较大尺寸物体时。
线材环保且更易于打印
在选择材料时，浙大研究团队调查了fdm 3d打印常用且易得的热塑性弹性体pla和abs。由于两种热塑性塑料的玻璃化转变温度不同，因此打印的准备工作会有所不同。这是因为需要考虑物质发生热力学转变的温度范围。就 pla 而言，玻璃化转变温度范围在60–100℃之间，而 abs 则在105–200℃之间。这决定了切片机中设置的参数以及加热3d打印机并达到所需温度需要的时间。同时，必须正确设置制造过程的变量，包括打印平台和打印头。abs需要较高的打印床温度，约为 80-110℃，而 pla 通常为 60℃。就挤出机而言，pla 还需要较低的温度，特别是 180-230°c 左右，而 abs 需要 210-250°c。
在考虑玻璃转变温度的影响后，研究人员最终决定选择pla为打印材料。pla（聚乳酸) 是一种无毒的，生物基热塑性高分子材料，具有优异的生物可降解性。raise3d premium pla 耗材具有多种颜色可选，具有出色的表面光洁度。在打印时会保持其形状且很少翘曲，有时不需要加热底板即可使用，是打印高精度打印部件和美学细节模型的首选，更适用于注射、拉伸、挤出、吹塑、3d打印等价格工艺。
pneufab吹塑技术的出现，丰富了吹塑成型的设计空间，使得设计师们可以更加灵活地利用数字技术制造出具有复杂几何形状和可调刚度的工件。在这个数字化时代，数字工艺的发展已经使得工艺技术实现民主化成为可能，也更大程度地促进了工业和创意领域的快速发展。
pneufab应用的例子
随着更多的人们掌握3d打印技术，数字制造的创造力和实用性将会得到更大的提升。相信在未来，数字工艺将会成为推动产业转型的重要力量，pneufab吹塑技术也将引领制造行业掀起新的变革。
未来吹塑成型发展方向
1）绿色环保：随着环保意识的提高，未来吹塑成型工艺将更加注重绿色环保。例如使用可降解材料代替传统塑料材料、减少废气废水排放等。
2）智能化生产：未来吹塑成型工艺将更加智能化。例如使用机器视觉技术进行产品质量检测、自动化控制生产流程等。
3）加工精度提升：随着科技的进步，制造业对于加工精度的需求也越来越高。未来吹塑成型工艺将会通过改进材料和工艺手段等多种方式提高加工精度。
4）多功能性设计：未来吹塑成型产品的设计将更加多元化、个性化，注重多功能性。例如在产品表面加入防滑设计、增强耐用性等。
5）可持续发展：随着人们对可持续发展的关注，未来吹塑成型工艺也会更注重可持续发展。例如开发回收利用方案、提高材料利用率等。