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武汉易成三维科技有限公司
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接着上篇继续了解3D打印peek高性能材料及应用:
PVDF(聚偏二氟乙烯)是另一种在增材制造中得到应用的聚合物,因为它具有一系列独特的性能。PVDF广泛用于高科技应用,如化学工艺设备、半导体、锂离子电池等电气、电子和能源相关应用。在3D打印中,PVDF表现出非常低的翘曲,可以承受最极端的条件,甚至是核辐射。由PVDF制成的面板用于太空探测器和卫星。
高达 150 °C 的高热性能
翘曲极低
对大多数化学品具有出色的耐受性,包括全卤代烃、醇类、酸和碱
无吸湿性,不吸湿。
长期水解稳定性
抗核辐射
非常好的耐磨性
砜类聚合物(PPSU,PESU,PSU)是另一个高性能塑料家族,具有优异的热稳定性,高强度和韧性,出色的水解稳定性,透明度和良好的耐环境应力开裂性。与PEAK系列不同的是它们的高热偏转温度(类似于PEI),并且它们是唯一在超高温(204C)下保持透明的热塑性塑料,即使在长期暴露后也是如此。PPSU即使在压力下也能在热水和蒸汽中提供持久的性能,因此它们通常用于在加压热水应用中取代黄铜。它们可以用作手术灭菌箱和托盘、种植体试验、手术器械手柄以及许多其他医疗和牙科设备中金属的轻质替代品。PPSU还广泛用于食品服务应用和飞机机舱内饰。
在高达 150 ºC 的温度下具有出色的长期抗蠕变性。
易于加工
在高温下连续负载下具有出色的耐磨性
耐酸、碱、油、油、油脂、脂肪族碳氢化合物和醇类。
良好的光学清晰度
非常好的耐水解性和耐灭菌性
生物相容性
优异的绝缘性能
即使在高温下也具有出色的刚性
低抗紫外线性
高性能塑料由于其高成本而最常用于最终用途的功能部件。它们还被用作最终将由金属,玻璃制成的零件的功能原型,或将要批量生产的零件,例如汽车零件原型。如今,高性能聚合物作为铜、黄铜、钛和铝等高成本和环境不可持续的金属的替代品而备受推崇,可抵抗氧化、腐蚀和化学污染。
在一个依赖于多个实验性设计迭代的行业中,快速打印原型部件的能力实际上可以承受功能测试的装配工,使赛车队能够更快地创新。此外,由于这种材料的不导电性,更多的最终用途,高性能3D打印部件正在发现它们进入电动赛车的方式。
用坚固的高性能塑料部件取代金属部件已被证明可以大大降低飞机,航天器和卫星的重量,从而提高燃料和尺寸效率。高性能塑料加上衍生式设计,使得支架和墙壁等部件使用的材料更少,但比铝更坚固。高性能塑料,如PEEK,其可用温度范围为-184 ºC至149ºC,是外太空恶劣条件的理想选择。
3D打印复杂的注塑模具和模具,特别是对于独特或短期生产,比CNC铣削便宜得多,速度也快得多。也没有材料浪费,快速3D打印使制造商能够为客户提供更多的定制选择。
制造商发现,高性能塑料在机床装配过程中与金属的竞争更胜一筹,而且它们可以在内部或3D打印服务机构更快地打印,而且价格只是其中的一小部分。
生物相容性高性能聚合物用于无数定制设计的植入物,以满足患者的特定需求。与铣削相比,增材制造生产这些零件的速度更快,材料浪费更少。3D打印的PEEK由于其骨整合已被用于患者进行骨替代。
坚固的高性能聚合物可以在加压热水应用中取代黄铜,并通过消除重金属的腐蚀和污染以及提供更可持续的材料解决方案,提供比金属明显的优势。其出色的抗氧化性为需要持续暴露于热氯化水或海水的应用提供持久、持久的性能。
当然,在最终零件中获得所需的特性需要正确打印它们。对于高性能材料,您不仅需要特别注意热端、加热床和加热室的温度,还需要注意打印速度以及允许零件冷却的速度或速度。这些变量也与您打印的内容有关,例如,墙壁有多厚以及层高有多小。
但不要因为高性能材料的技术要求而气馁。事实是,今天的高温工业3D打印机已经自动化了许多这些打印边界,许多公司将与您合作,提供有关如何使用高性能材料进行打印的建议。打印机制造商,如Stratasys,Roboze,Aon3D等,已经花费了数百个小时在他们的机器上使用高性能材料进行打印,他们可以通过推荐理想的材料并为您提供机器的打印参数来防止浪费时间和昂贵的材料。
如果您的打印机不是专门为高性能材料设计的,则需要进行更多实验才能获得高质量的打印效果。如果您的打印机无法将一致的热端温度保持在300ºC以上,一致的床温度高于100ºC,并且主动加热的腔室高于90ºC,那么高性能材料只会给您带来挫败感。
材料准备和保养也至关重要。高性能聚合物需要保持在受控环境中,并且在加工前通常需要长时间干燥。
有制造聚合物的特种化学公司,然后有长丝制造商在长丝中使用这些聚合物。有时,您可以直接从特种化学品公司购买高性能材料,例如赢创或索尔维。其他时候,你会发现这些品牌的特种聚合物 - VestaKeep,Ketaspire,Kynar,Kepstan - 在其他长丝制造商的产品中被描述为"基于"品牌聚合物或"用"品牌聚合物"制成的长丝。那么有什么区别呢?
好吧,在购买高性能材料时要记住的一个重要点是,您制造的最终零件是否会用于受监管的行业。仅仅因为PPSU具有生物相容性,并不意味着所有PPSU灯丝都经过认证和批准为医学生物相容性。个别材料制造商必须将其特定材料提交给监管机构进行批准,因此请务必检查您的灯丝品牌是否具有这些批准。
例如,索尔维 Radel PPSU 灯丝已获得 FDA 批准,可用于医疗保健应用的 24 小时皮肤接触,但并非所有 PPSU 长丝均获得 FDA 批准。
您最安全的做法是与以下任何特种化学品公司合作,以了解有关其材料的性质,用途和批准的分销商的更多信息。使用下面的品牌产品,您还将收到详细的打印指南。