Стремительное развитие 3D-производства привносит с собой и разработку новых материалов для 3D-печати. Только за последние два года, количество поставщиков материалов для 3D-печати удвоились (согласно данным американского отраслевого 3D-издания Wohlers). Хотя пальма первенства по созданию новых материалов все еще у металлургии, аддитивная промышленность с созданием новых полимеров - уже на втором месте. Среди многообещающих 3D-материалов - PEEK (полиэфирэфиркетон), который выделяется среди других своими уникальными свойствами, подходящими для таких отраслей, как аэрокосмическая, медицинская и автомобильная промышленность.
PEEK (англ.) / (ПИК, ПЭЭК) (русское название) - материал обладающий высокой термостойкостью, химической стойкостью и износостойкостью, может заменить в изделиях и оборудовании металлические детали, благодаря соотношению прочности и веса, а также высокой скорости изготовления сложных деталей методом 3D-печати.
Однако надо заметить, что многие компании до сих пор не знают о реальных преимуществах 3D-печати с использованием ПИК, а также о возможностях по снижению затрат продукции, скорости ввода в эксплуатацию новых изделий и других преимуществах его использования.
Предлагаем Вашему вниманию мнение авторитетных специалистов о применении ПИК в области аддитивного производства – Матеуш Сидорович (3DGence, Польша), Томас Колле (LEHVOSS Group, Германия) и Чарльз Хан (компания Интамсис, КНР).
Чарльз Хан, генеральный директор INTAMSYS, начал свою карьеру в области 3D-печати с основания компании более шести лет назад, когда группа инженеров решила создать высокоскоростное и высокоточное оборудование для аддитивного производства.
Томас Колле, директор по 3D- печатным материалам и маркетингу в подразделении Customized Polymer Materials в LEHVOSS Group. Эта немецкая глобальная компания является одним из ведущих производителей полимерных материалов с 1983 года и имеет 8-летний опыт разработки материалов для 3D-печати.
Матеуш Сидорович, директор по маркетингу компании 3DGence, имеет более чем 6-летний опыт работы в производстве добавок для 3D-материалов. 3DGence является польской компанией, ориентированной на передовые материалы для 3D-печати.
КАКОВЫ ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА 3D-ПЕЧАТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ МАТЕРИАЛА ПИК?
Для того, чтобы внедрить 3D-печать ПИК в промышленные изделия, важно знать характеристики и спецификацию этого материала.
Надо пояснить, что для печати ПИКом 3D-принтер должен иметь экструдер с температурой плавления пластиковой нити около 400°C, кроме этого, для того, чтобы напечатать деталь с желаемыми механическими свойствами, рекомендуется использовать 3D-принтеры с подогреваемой камерой печати. Многие обычные настольные 3D-принтеры для этого не подойдут. В некоторых случаях для получения качественной детали потребуется и отжиг распечатанных деталей.
В данный момент материал ПИК в основном поставляется в виде нитей для плавления (филамента) при 3D-печати по технологии FFF (Fused Filament Fabrication – расплавление пластиковой нити), однако в последнее время он стал доступным и в виде порошка для 3D-печати по технологии SLS.
ПИК - это полукристаллический полимер с температурой плавления гранул около 343°C и температурой плавления ПИК нити при 3D-печати около 260°C. Поскольку ПИК обладает хорошими интегральными свойствами, он может заменить традиционные материалы при изготовлении изделий, такие как металлы и керамика, во многих областях промышленности. «Высокая термостойкость, самосмазываемость, износостойкость и прочность делают ПИК одним из самых популярных на сегодняшний день высокоэффективных инженерных пластмасс"», - объясняет Карл Хан из INTAMSYS. Кроме того, добавляет Матеуш из 3DGence: «ПИК также является одним из немногих материалов, которые не выделяют никаких газов при работе в вакууме, а низкий коэффициент трения и отличная стойкость к ползучести позволяют использовать этот материл во многих сферах индустрии».
ПИК от компании LEHVOSS, которым можно печатать на 3D-принтере с камерой печати без нагрева / источник компания LEHVOSS
Хотя сегодня мы рассматриваем инженерный пластик ПИК, есть еще один высокоэффективный материал, который также становится все более заметным в производстве присадок к ПИК. Он также принадлежит к семейству ПАЭК, как и ПИК, однако его главное отличие в соотношении фракций эфир/кетон. "ПИКК - это сополимер, который позволяет получить больший контроль над кристалличностью. В зависимости от типа, ПИКК обеспечивает более высокую температуру плавления и стеклования. Детали, изготовленные из ПИКК могут быть полностью аморфными или полукристаллическими и не иметь проблем с деформацией. «В тоже время ПИКК стоит дороже, чем стандартный ПИК», - поясняет Томас Колле (Thomas Collet) из компании LEHVOSS.
Матеуш добавляет: «В отношении между ПИК и ПИКК - есть сходство в их условиях обработки и даже в диапазоне применений, однако печать с помощью ПИКК немного проще, так как этот материал менее подвержен деформации».
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПИК
Одним из наиболее ценных свойств ПИК является его механическая прочность и термостойкость. «Вот почему отрасли промышленности, которым нужны прочные детали, стали быстрее внедрять 3D-технологии и применять ПИК, ведь он может заменить традиционные материалы, такие как металл и керамика в аэрокосмической, автомобильной промышленности, электронике, при изготовлении медицинского оборудования и других отраслях», - добавляет Чарльз Хан.
Исходя из специфических характеристик ПИК и, базируясь на опыте своих клиентов, компания 3DGence рекомендует применять этот материал для следующих изделий: «Запасные части для крупносерийных изделий, в частности для изделий нефтегазовой и аэрокосмической промышленности. Ввиду того, что ПИК имеет очень низкий коэффициент трения – это идеальный материал для изготовления различного рода шестерней и втулок. А низкое выделение газов в вакууме, делает его идеальным материалом для изготовления частей изделий, работающих в вакуумной среде, включая космос».
ПИКК – полимер со схожими с ПИК свойствами | источник: 3Dgence
ПИК ИЛИ МЕТАЛЛ?
Высокая прочность таких материалов, как ПИК, позволила многим компаниям заменить металлические детали на детали, напечатанные ПИКом на 3D-принтере. Но действительно ли экономически выгодно заменять металлическую деталь на деталь, изготовленную из полимерного материала? Это большой вопрос для многих компаний, когда они задумываются о внедрении 3D- печати ПИКом. Комментарий Томаса Колле: "ПИК является типичным металлозаменяющим материалом благодаря своим характеристикам. Как и все полимеры, он обеспечивает огромную экономию веса изделий, а также обладает выдающимися трибологическими свойствами".
Чарльз Хан привел конкретный пример трехмерной печати с использованием ПИК в сравнении с использованием металлических материалов: «В области медицинских имплантатов эластичный модуль ПИК близок к эластичному модулю кортикальной кости, что приводит к остеоинтеграции между имплантатом и костной тканью, обеспечивая долговременную стабильность имплантатов ПИК». Специалисты уже неоднократно подчеркивали лучшую биосовместимость и преимущества, включая стоимость изготовления имплантатов из материала ПИК по сравнению с металлическими имплантатами.
Маслоотделитель, созданный с помощью 3D-печати PEEK | Источник: 3DGence
«Последние несколько лет показали, что количество изделий, изготовленных с помощью 3D-печати с использованием ПИК, продолжает расти, и мы ожидаем, что эта тенденция продолжится по мере того, как все новые сектора экономики осознают преимущества и потенциал этого материала. Мы видим, что многие наши клиенты стали серьезно интересоваться 3D-печатью ПИК для замены металлических изделий, изготовленных традиционными методами производства», -заключает Томас.
Медицинские изделия и компоненты могут быть изготовлены методом 3D-печати с помощью ПИК| Источник: INTAMSYS
Если Вас заинтересовала статья, пожалуйста, напишите нам - info@z-axis.ru, наша компания будет готова оказать Вам технологическую помощь в проработке изготовления изделий методом 3D-печати материалом ПИК.
Источник - https://www.3dnatives.com