3D nyomtatási anyagok: Mi az a PEEK?
A PEEK előállítása és jellemzői
A PEEK a PAEK (poliaril-éterketon) család tagja, amely magas termomechanikai tulajdonságairól ismert. Ha megnézzük a különböző polimerek piramisát az iparban, akkor a PEEK a piramis tetején áll, a nagy teljesítményű polimerek kategóriájában. Molekulaszerkezete egy ketonból és két éterből, a karbonilcsalád szerves vegyületeiből áll, kettős kötéssel egy szén- és egy oxigénatom között. Először az 1970-es évek végén került forgalomba, és az általa kínált teljesítmény miatt gyorsan átvették az olyan szektorokba, mint a repülés vagy az elektronika. Ha megnézzük a szerkezetét, vegyük észre, hogy félkristályos polimerről van szó, ezért olvadáskor molekulái hő hatására rendeződnek, bizonyos rendet hozva létre az anyag teljes megszilárdulásához. Ez lehetővé teszi, hogy megőrizze mechanikai jellemzőit, ha a hőmérséklet emelkedik. Noha ennek a félkristályos szerkezetnek számos előnye van, meg kell jegyezni, hogy az additív gyártás során összetettebb nyomtatási folyamatot is magában foglal: egy rendkívül technikás anyag, amelyhez tapasztalat és megfelelő rendszer szükséges.
3D nyomtatás PEEK-el
A 3D nyomtatásban a PEEK kristályosodási folyamatát ellenőrizni kell, mivel az anyag egy része kikristályosodik, így megváltozik az anyag sűrűsége. Ezért fenn kell tartani a magas hőmérsékleti szintet – extrudálás, építőlemez és kamra –, és kerülni kell a hőmérséklet-ingadozásokat. A 3D print PEEK nyomtatásához tehát szüksége lesz egy 3D nyomtatóra 400°C-os extruderrel, 120°C-ra fűthető kamrára és 230°C-ra felmelegedő építőlemezre, hogy biztosítsa a megfelelő alkatrészleadást. a végén, és megakadályozza a vetemedést. Ami a kémiai reakciót illeti, az anyag a nyomtatás során megváltoztatja a sűrűségét, majd a lehűlés során összehúzódik.
Bár a PEEK igényes anyag, azt is el kell mondani, hogy nagyon érdekes mechanikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkezik a különböző iparágakban. Valójában nagyon ellenáll a hőnek és a kopásnak, nagy a vegyszerállósága, sterilizálható és dielektromos tulajdonságokkal rendelkezik. A PEEK szilárdság-tömeg aránya is magas, és gyakran használják bizonyos fémek helyettesítésére. Végül a PEEK lángálló, így érdekes 3D-nyomtatási anyag az olyan szektorok számára, mint a repülés, ahol magas a tűz/füst korlátozás. Ha más nagy teljesítményű hőre lágyuló műanyagokkal hasonlítjuk össze, a PEEK mechanikai szilárdságban felülmúlja az ULTEM-et.
Alkalmazások
Ez a nagy teljesítményű anyag különösen érdekes az orvosi szektor számára. Mivel sterilizálható és biokompatibilis, számos alkalmazáshoz használható, beleértve az egyedileg készített implantátumok gyártását is. Valójában a PEEK az emberi csonthoz hasonló tulajdonságokkal rendelkezik: a PEEK-el nyomtatott 3D implantátum ezért elősegítheti az implantátum körüli szövetek rekonstrukcióját, felgyorsítva az osseointegrációt. Mint ilyen, számos vállalat fordult a PEEK 3D-s nyomtatásához, hogy testreszabott orvosi eszközöket tervezzen.
A repülőgépipar és az autóipar is olyan piac, ahol gyakori a PEEK 3D nyomtatás. Az additív gyártás lehetővé teszi nagy teljesítményű, könnyű, egyedi és igény szerinti alkatrészek létrehozását: a nagy teljesítményű anyag használatával párosulva még vonzóbb. A PEEK nagyobb kopás- és hőmérsékletállóságot kínál, miközben optimalizálja a súlyt – ez kulcsfontosságú tényező az ilyen területeken. Valójában annyira képes, hogy a PEEK alkatrészeket már kiküldték a világűrbe, ami újabb bizonyíték arra, hogy ez az anyag a legigényesebb szektorok igényeit is kielégíti.
