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高性能3D打印材料:PEEK碳纤维尼龙材料介绍

作者:武汉易成三维科技有限公司 日期:2023-04-02 点击:235
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武汉易成三维科技的在线3D打印服务:高质量的原型和生产零件

武汉易成三维科技提供行业领先的 3D 打印服务。无论您需要原型还是生产零件,我们都可以在一天之内按需为您制造。我们是您的一站式商店,以实惠的价格提供准确,精确,定制的3D打印零件。上传您的3D CAD文件,可在几秒钟内获得在线报价和交货时间。我们打印从单个原型到数千个生产级零件的所有产品。

从 PEEK 到碳纤维尼龙,了解如何为您的制造应用选择合适的工程级高温 3D 打印聚合物。

尽管PLA是3D打印中最受欢迎的塑料,但与高性能3D打印聚合物相比,它相形见绌。有数十种 3D 打印塑料具有非常高的强度、耐用性、耐磨性、耐热性、生物相容性以及最终零件或功能原型可能需要的其他属性。

数十种金属是可3D打印的,但在这里,我们专注于通过将3D打印技术与高性能聚合物相结合而获得的独特属性。

从航空航天到汽车再到医疗保健,越来越多的行业是需要特定性能的3D打印最终用途部件。对于结构部件,设备备件,医疗植入物和工厂工具,3D打印正在刺激从金属向非金属的转变。事实上,高性能聚合物在越来越多的应用中被证明优于金属聚合物,因为它们比金属部件更轻、更便宜、生产速度更快。

3D打印的聚合物部件通常更耐用;更耐腐蚀、耐化学性和耐热性;在高温或零下温度下具有更大的冲击强度;并表现出比金属更高的电绝缘性和降噪性能。聚合物也可以定制和制造成通常无法通过金属和3D打印来整合零件的形状,因此无需组装或焊接。

但是如何选择合适的呢?

在高性能材料的概述中,我们将介绍当今增材制造中使用的顶级聚合物的特性,以帮助您做出最佳选择。

什么是高性能材料?

当谈到塑料时,术语“高性能”不是一个科学分类,消息来源不同意包括哪些聚合物。您可能会听到工程级、技术聚合物或高性能塑料等术语,指的是比最常见的 3D 打印材料(如 PLA 和 ABS)具有更高强度、纯度、刚度以及耐磨性和耐化学性的材料。

除了种类繁多的聚合物类型之外,还有聚合物共混物、玻璃或碳纤维增强聚合物以及品牌复合材料的海洋。

一般来说,您会发现高性能塑料是在受到恶劣环境(例如高温、高压和腐蚀性化学品)时保持其理想机械、热和化学性能的塑料。换句话说,它们不会弯曲、翘曲、开裂或碎裂。

高性能塑料的用途是什么?

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。它们还用作最终由金属、玻璃或批量生产的零件(例如汽车零件原型)制成的零件的功能原型。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。它们对热的反应也与金属不同,这在从医疗植入物到电机的各种应用中都是一个优势。

让我们看一些具体的例子。

赛车运动中的快速原型制作

在一个依赖于多次实验设计迭代的行业中,能够快速打印出能够实际承受功能测试装配工的原型零件,使赛车队能够更快地进行创新。此外,由于材料的非导电性,更多的最终用途,高性能3D打印部件正在进入赛道和电动赛车

最近的一个例子是摩托车赛车队杜卡迪Corse及其使用3D打印高性能材料作为杜卡迪Panigale V4 R Superbike的油箱隔热罩。功能原型部件需要高达700ºC的耐热性,通常是通过模具中碳纤维预浸料的手动层压制成的。通过与3D打印机制造商Roboze合作,该团队在Carbon PEEK中更快地3D打印零件,并完全消除了工具阶段。

“得益于Roboze用于超级聚合物和复合材料的3D打印技术,我们已经能够显着加快具有令人难以置信的机械性能的空气动力学部件的生产,”杜卡迪Corse车辆动力学和设计经理Riccardo Savin说。

制造一级方程式赛车的迈凯轮赛车公司与1D打印机制造商Stratasys合作,用碳纤维增强尼龙3材料生产空气动力学铲和叶片。该公司表示,增材制造工艺将零件的交货时间从12天缩短到29天,同时还将相关成本降低了约25%。在另一种情况下,与传统制造相比,3D打印前制动管道将交货时间缩短了60%,成本降低了85%。

“使用增材制造,而不是加工金属或聚合物,使我们能够以更少的人员参与快速实现组件。更少的时间,更少的人,更少的材料,更少的浪费,“迈凯伦设计与开发总监Neil Oatley总结道。

航空航天领域的轻量化

用坚固的高性能塑料部件代替金属部件已被证明可以显着降低飞机、航天器和卫星的重量,从而提高燃料和尺寸效率。高性能塑料与创成式设计相结合,使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-184ºC至149ºC,是外层空间恶劣条件的理想选择。

事实上,3D打印的PEEK部件(由Orion AM打印)将于2023年<>月降落在月球上,作为研究各种材料在恶劣的月球环境中如何发挥作用的一部分。之所以选择PEEK,是因为它足够坚固,可以在某些情况下替代金属部件,并且已知可以抵抗空间环境。

快速生产模具和模具

3D打印复杂的注塑模具和工具,特别是对于独特或短期生产,比CNC铣削便宜得多,速度更快。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项。

制造商发现,在机床装配过程中,高性能塑料与金属相媲美,而且它们可以在内部或3D打印服务局以更快的速度和价格进行打印。

患者专用植入物

生物相容性高性能聚合物用于无数定制设计的植入物中,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PEEK由于其骨整合而已用于患者骨替代。

管道和水处理系统

坚固、高性能的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并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连续暴露于热氯化水或海水中的应用提供了耐用、持久的性能。