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3D打印材料之3D打印PEEK材料特性

魔猴君  知識(shí)堂   2018天前

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聚醚醚酮(PEEK)樹脂是一種性能優(yōu)異的特種工程塑料,與其他特種工程塑料相比具有更多顯著優(yōu)勢(shì),耐正高溫260度、機(jī)械性能優(yōu)異、自潤(rùn)滑性好、耐化學(xué)品腐蝕、阻燃、耐剝離性、耐磨性、不耐強(qiáng)硝酸、濃硫酸、抗輻射、超強(qiáng)的機(jī)械性能可用于高端的機(jī)械、核工程和航空等科技。

工期:3D打印PEEK大部分5-7天能完成(材料打印溫度高,打印速度相對(duì)也慢)

后處理方式:表面的光澤度、精度,需要機(jī)械再次加工  

3D打印PEEK材料具體特性:

耐高溫性:PEEK具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg=143℃)和熔點(diǎn)(Tm=334℃),其負(fù)載熱變形溫度高達(dá)316℃,長(zhǎng)期使用溫度為260℃,瞬時(shí)使用溫度可達(dá)300℃。

自潤(rùn)滑性:PEEK具有良好的滑動(dòng)特性,適合于嚴(yán)格要求低摩擦系數(shù)和耐磨耗用途的場(chǎng)合,特別是用碳纖維、石墨、PTFE改性的PEEK耐磨性非常優(yōu)越。

耐腐蝕性:除濃硫酸外,PEEK不溶于任何溶劑,具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性。

阻燃性:PEEK具有自熄性,即使不加任何阻燃劑,可達(dá)到UL標(biāo)準(zhǔn)的94V-0級(jí)。

易加工性:由于PEEK具有較好的高溫流動(dòng)性,且熱分解溫度高的特點(diǎn),可采用多種加工方式,比如注塑成型、擠出成型、模壓成型及熔融紡絲等。

機(jī)械特性:PEEK具有良好的韌性和剛性,它具備與合金材料媲美的優(yōu)良耐疲勞性。

電性能:PEEK有高的體積電阻率和表面電阻率,在寬廣的溫度范圍及環(huán)境變化下可以承受各種頻率的交流電位場(chǎng)強(qiáng),保持良好的絕緣性能。

耐水解性:樹脂及其復(fù)合材料不受水和高壓水蒸氣的化學(xué)影響,在高溫及高壓蒸汽或水環(huán)境下可以連續(xù)使用而保持良好的機(jī)械性能。

耐候性:優(yōu)良的耐候性能,聚合物可用于制造工作環(huán)境要求嚴(yán)格或需要經(jīng)常耐殺菌處理的組件。

由于PEEK具有優(yōu)良的綜合性能,在許多特殊領(lǐng)域可以替代金屬、陶瓷等傳統(tǒng)材料,使之成為當(dāng)今最熱門的高性能工程塑料之一,目前主要應(yīng)用于航空航天、汽車工業(yè)、電子電氣和醫(yī)療機(jī)械等領(lǐng)域。

3D打印PEEK材料物性表:

3D打印PEEK制件最高力學(xué)性能(與具體打印工藝和裝備有關(guān))
材料 PEEK450G PEEK450G-10CF PEEK450G-10GL
拉伸強(qiáng)度/Mpa 96.72 135 110
彎曲強(qiáng)度/Mpa 142.57 180 160
拉伸模量/Gpa 4.03 7.5 4.8
彎曲模量/Gpa 3.7 7.9 5.3


PS:碳纖維:增強(qiáng)硬度、強(qiáng)度;

玻璃纖維:提升絕緣、等性能;

纖維含量默認(rèn)10%

PEEK+CF聚醚醚酮+碳纖維物性表如下


PEEK復(fù)合材料
3D打印PEEK材料應(yīng)用領(lǐng)域:

1、汽車等運(yùn)輸機(jī)械領(lǐng)域

PEEK樹脂在歐洲市場(chǎng)的增長(zhǎng)尤以汽車零部件制品市場(chǎng)的增長(zhǎng)最為迅速,特別是發(fā)動(dòng)機(jī)周圍零部件、變速傳動(dòng)部件、轉(zhuǎn)向零部件等都選用了PEEK塑料代替一些傳統(tǒng)的高價(jià)金屬作為制造材料。隨著汽車行業(yè)適應(yīng)微型化、輕量化以及降低成本的要求,PEEK樹脂的需求仍將不斷增長(zhǎng)。歐洲某車型有44個(gè)零部件采用了PEEK塑料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬制品。


汽車倒擋閥體PEEK玻璃纖維材料

2、IT制造業(yè)領(lǐng)域

半導(dǎo)體制造以及電子電器行業(yè)有望成為PEEK樹脂應(yīng)用的另一個(gè)增長(zhǎng)點(diǎn)。在半導(dǎo)體行業(yè),為了達(dá)到高功能化、低成本,要求硅片的尺寸更大,制造技術(shù)更先進(jìn),低粉塵、低氣體放出、低離子溶出、低吸水性是對(duì)半導(dǎo)體制造工藝中各種設(shè)備材質(zhì)的特殊要求,這將是PEEK樹脂大顯身手的地方。

3、辦公用機(jī)械零部件領(lǐng)域

對(duì)于復(fù)印機(jī)的分離爪、特殊耐熱軸承、鏈條、齒輪等,用PEEK樹脂代替金屬作為它們的材料時(shí),可以使部件輕量化、耐疲勞,并能夠做到無油潤(rùn)滑。

4、電線包覆領(lǐng)域

PEEK包覆層有很好的阻燃性,不加任何阻燃劑,其阻燃級(jí)別即可達(dá)UL94 V-0級(jí)。PEEK樹脂也具有耐剝離性、耐輻照性(109拉德)等優(yōu)點(diǎn),因此用在軍工以及核能等相關(guān)領(lǐng)域的特種電線。

5、板材、棒材等領(lǐng)域

PEEK在一些特殊領(lǐng)域應(yīng)用過程中,經(jīng)常會(huì)遇到數(shù)量少、品種多的現(xiàn)象,這時(shí)用棒、板等型材進(jìn)行機(jī)械加工制造是十分有利的。

6、纖維領(lǐng)域

PEEK纖維(包括單絲)工業(yè)濾布、工業(yè)用刷等制品中。在復(fù)合材料領(lǐng)域,PEEK纖維的魅力在于其熱塑性且耐高溫。在工業(yè)用濾布和工業(yè)用刷方面除耐熱性外,其魅力還在于它的耐化學(xué)藥品性和耐磨性。

7、醫(yī)療分析器械領(lǐng)域

由于PEEK可耐反復(fù)的高壓滅菌,在醫(yī)療器械中可用于制造內(nèi)窺鏡零件、牙科用的去垢器等。另外,由于PEEK的高強(qiáng)度和低溶出性,已用在儀器分析的液相色譜柱、管、附件等。而且,由于PEEK與人體具有很好的相融性,作為人工骨材料已經(jīng)成功地替代了傳統(tǒng)的鈦金屬。

本文提到的3D打印材料簡(jiǎn)介

peek和碳纖維的復(fù)合材料,在peek的基礎(chǔ)上,提升了硬度、強(qiáng)度等性能
   
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