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3D打印PEEK材料應(yīng)用

發(fā)布時間：2022-08-27 08:32:51瀏覽：7048點贊：

PEEK是一種有機熱塑性聚合物

，具有耐人尋味的力學性能

，包括高溫性能

、機械強度和優(yōu)異的耐化學性。這使其成為適用于各種增材制造（AM）技術(shù)的可行材料

。在傳統(tǒng)制造業(yè)中

，基于PEEK的組件已經(jīng)被許多行業(yè)所采用

，得到了廣泛的認可。

魔猴3D打印PEEK材料

今天

，我們就來聊聊這種機械敏感的聚合物的性能

、功能

、限制

、常見應(yīng)用。

什么是PEEK

？

PEEK屬于聚酮聚合物（PAEK）家族，其家族成員還有PEK

、PEEKK

、PEKK或PEKEKK等。然而

，由于其優(yōu)異的性能和廣泛的可用性

，它的光芒比其"親屬"更勝一籌

，使其成為該特定聚合物群中應(yīng)用最廣泛的一種

。

PEEK的性質(zhì)：

PEEK具有一些引人注目的特性，特別是在生產(chǎn)功能原型和零件時

。它最重要的屬性包括：

1、高度耐受高達260°C（480°F）的極端溫度

，以及耐受腐蝕性液體

、氣體和高壓；

、不溶于普通溶劑，防止水解，使其不會因高壓水或蒸汽而降解

；

、高自潤滑能力和低摩擦力；

、出色的抗蠕變性；

、很少消耗

；

7、良好的尺寸穩(wěn)定性

；

8、燃燒時易燃性低

，煙霧排放少

；

9、卓越的絕緣阻熱性能

；

、高溫下具有優(yōu)異的耐消毒性

；

、完全生物兼容。

通過將PEEK與復(fù)合材料如玻璃纖維

、石墨

、二硫化鉬或碳增強劑等復(fù)合材料結(jié)合

，可以進一步提高這些材料的電阻率

。

PEEK的局限性：

不幸的是，與增材制造領(lǐng)域中所有材料一樣

，PEEK也有一些局限性。

首先

，它必須在非常高的溫度下進行處理

。PEEK的熔點為343°C（649.4°F）。

在耐化學性方面

，PEEK難以抵抗氯/溴

、濃硫和硝酸以及酮類和硝基苯

。PEEK也會受到鹵素和鈉的侵蝕

，限制了它在某些工業(yè)領(lǐng)域的使用

。

此外，PEEK對紫外線的抵抗力低

。這可以通過添加一層由特殊煤煙顆粒組成的顏料層來解決。碳填充等級提供更好的紫外線穩(wěn)定性

，可用于需要更高抗紫外線性質(zhì)的某些應(yīng)用

。

總體而言，使用基于PEEK的物體和零件

，技術(shù)優(yōu)勢和可能性遠遠超過了材料的局限性

，開辟了廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域

，甚至可以替代金屬或鋁材等常用材料

。

魔猴網(wǎng)3D打印PEEK材料

PEEK的常見應(yīng)用：

1、航空航天

航空航天業(yè)需要安全可靠的材料

。PEEK即使暴露在高溫和腐蝕性燃料中，也保持其出色的材料性能

。此外，PEEK的氟塑料摩擦系數(shù)低

，適合在狹小空間內(nèi)加工

。

在航空航天領(lǐng)域中使用PEEK零件的范圍很廣，用于外部零件是因為它具有出色的抗雨水侵蝕性能

，而在內(nèi)部使用，則可降低火災(zāi)的危險

，因為它的煙霧和有毒氣體排放性低

，且具有很好的阻燃性。

總體而言

，聚醚醚酮正在替代飛機中越來越多的鋁和金屬零件

。如夾子

、高壓軟管或電線管等

。這樣可以節(jié)省高達70％的重量并大幅降低燃料成本。例如

，在500架飛機的機隊中

，將飛機重量減少45公斤，每年便可節(jié)省高達500萬美元的燃油成本

。

、汽車

PEEK具有優(yōu)異的抗疲勞和耐化學性能，因此可用于汽車燃料管理系統(tǒng)

。由于其輕量性

，它正在取代傳動、制動和空調(diào)系統(tǒng)中使用的各種活性金屬或鋁組件

，包括活塞單元、密封件

、墊圈或軸承等

，這可使汽車重量和噪音顯著降低。

、電氣工程

PEEK優(yōu)異的電氣特性使其成為理想的絕緣體

。憑借出色的熱性能

，PEEK聚合物部件能夠承受傳統(tǒng)絕緣體沒有辦法承受的高溫

。這些優(yōu)勢及它長期運行的可靠性，以及溫度

、壓力和頻率耐用性

，使其可應(yīng)用于海底環(huán)境控制設(shè)備或高壓水泵的連接器銷上。

、醫(yī)療

在醫(yī)療領(lǐng)域，PEEK則提供了具有優(yōu)異耐磨性

、耐熱性

、耐電性和耐化學性的經(jīng)濟型創(chuàng)新部件。它在醫(yī)療保健領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括牙科器械

、內(nèi)窺鏡

、透析器等

，主要用于骨科

。

PEEK雖然比鋁輕，但在3D打印時

，它可以為解剖正確的假肢或植入物提供一個新的精度水平

，這些假肢與植入物都是針對每個使用者的需求專門設(shè)計的。雖然還在研發(fā)期

，但這一部分具有驚人的增長潛力。

例如

，在牙科醫(yī)學中

，PEEK用于替換牙科注射器上的金屬手柄或用于根管銼的無菌盒

。 PEEK之所以適用于此，是因為該聚合物可承受高達3000次高壓釜滅菌循環(huán)（通常在130°C）

，并在熱水

、蒸汽

、溶劑或化學品中保持優(yōu)異的機械強度和水解穩(wěn)定性

。

雖然軍工、制藥

、石化或食品包裝等行業(yè)對PEEK零件需求呈指數(shù)級增長

，但因其成本較高，使其距離非工業(yè)領(lǐng)域還很遙遠

。幸運的是，對于所有的消費者來說

，還有另一種選擇：ULTEM--聚醚酰亞胺（PEI）的衍生物

。

聚醚酰亞胺（PEI）是一種無定形、琥珀到透明的熱塑性塑料

。雖然PEEK和PEI這兩種材料具有相似的耐高溫性

，但它們來自不同的熱塑性家庭。PEEK有一個多樣化的塑料家族

，PEIs，分子結(jié)構(gòu)中缺乏酮

。

GE的塑料部門于1982年制定了PEI。2007年

，SABIC購買了它供使用

。除了ULTEM和ULTEM變體之外，它沒有主要的家族成員

，這些變體通常較便宜，但也有一些不同的特性

，例如沖擊強度和可用溫度稍低

。

盡管這可能使其在極端條件下顯得不那么實用，但在過去幾年中

，ULTEM的制造商SABIC已獲得多項航空航天認證

，使其成為商用飛機3D打印性能塑料零件的首選材料。

基于PEI的材料由許多制造商以其各自的商標名出售

。如SABIC（Ultem）

，Ensinger（Tecapei），RTP（RTP PEI）或Quadrant（Duratron）

。

隨著允許高噴嘴溫度和加熱床的3D打印機的興起

，使用PEEK的3D打印允許構(gòu)造更復(fù)雜的設(shè)計幾何形狀，這是使用其他技術(shù)無法生產(chǎn)的

。它也是熔融沉積成型（FDM）的理想選擇

，因為它具有低吸濕性

，特別是與其他常見材料（如ABS）相比

。

以下是使用PEEK或PEI進行3D打印時要記住的幾個基本提示和技巧：

1、一致的溫度

PEEK / PEI在波動或不穩(wěn)定的溫度下反應(yīng)不佳

。因此

，如果沒有必要，強烈建議使用帶有密封室的打印機

。為了在3D打印PEEK / PEI時獲得最佳效果，我們建議您將3D打印機保持在溫度變化最小的環(huán)境中

，并遠離太陽輻射和頻繁出現(xiàn)的區(qū)域

。

2、小心斑點

有時用戶在使用PEEK / PEI打印時會遇到黑斑

。雖然這可能有許多原因

，但最常見的解釋是所使用的打印材料的雜質(zhì)或3D打印機在處理所需溫度時遇到問題。

、保持噴嘴清潔

打印過程完成后，應(yīng)經(jīng)常清潔噴嘴

，從噴嘴中取出所有剩余材料

，否則噴嘴可能會被堵塞并最終導(dǎo)致斑點。

、注意結(jié)晶

、在干燥的地方存放絲材

當您不使用PEEK / PEI進行3D打印時，應(yīng)將材料放在袋子中并存放在陰涼

、干燥和黑暗的地方。通過這樣做

，您將保持材料的質(zhì)量

，并確保您將獲得最佳打印結(jié)果。

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