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3D打印材料之3D打印PEEK材料特性

魔猴君  知识堂   543天前

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聚醚醚酮(PEEK)树脂是一种性能优异的特种工程塑料,与其他特种工程塑料相比具有更多显著优势,耐正高温260度、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、耐磨性、不耐强硝酸、浓硫酸、抗辐射、超强的机械性能可用于高端的机械、核工程和航空等科技。

工期:3D打印PEEK大部分5-7天能完成(材料打印温度高,打印速度相对也慢)

后处理方式:表面的光泽度、精度,需要机械再次加工  

3D打印PEEK材料具体特性:

耐高温性:PEEK具有较高的玻璃化转变温度(Tg=143℃)和熔点(Tm=334℃),其负载热变形温度高达316℃,长期使用温度为260℃,瞬时使用温度可达300℃。

自润滑性:PEEK具有良好的滑动特性,适合于严格要求低摩擦系数和耐磨耗用途的场合,特别是用碳纤维、石墨、PTFE改性的PEEK耐磨性非常优越。

耐腐蚀性:除浓硫酸外,PEEK不溶于任何溶剂,具有很高的化学稳定性。

阻燃性:PEEK具有自熄性,即使不加任何阻燃剂,可达到UL标准的94V-0级。

易加工性:由于PEEK具有较好的高温流动性,且热分解温度高的特点,可采用多种加工方式,比如注塑成型、挤出成型、模压成型及熔融纺丝等。

机械特性:PEEK具有良好的韧性和刚性,它具备与合金材料媲美的优良耐疲劳性。

电性能:PEEK有高的体积电阻率和表面电阻率,在宽广的温度范围及环境变化下可以承受各种频率的交流电位场强,保持良好的绝缘性能。

耐水解性:树脂及其复合材料不受水和高压水蒸气的化学影响,在高温及高压蒸汽或水环境下可以连续使用而保持良好的机械性能。

耐候性:优良的耐候性能,聚合物可用于制造工作环境要求严格或需要经常耐杀菌处理的组件。

由于PEEK具有优良的综合性能,在许多特殊领域可以替代金属、陶瓷等传统材料,使之成为当今最热门的高性能工程塑料之一,目前主要应用于航空航天、汽车工业、电子电气和医疗机械等领域。

3D打印PEEK材料物性表:

3D打印PEEK制件最高力学性能(与具体打印工艺和装备有关)
材料 PEEK450G PEEK450G-10CF PEEK450G-10GL
拉伸强度/Mpa 96.72 135 110
弯曲强度/Mpa 142.57 180 160
拉伸模量/Gpa 4.03 7.5 4.8
弯曲模量/Gpa 3.7 7.9 5.3


PS:碳纤维:增强硬度、强度;

玻璃纤维:提升绝缘、等性能;

纤维含量默认10%

PEEK+CF聚醚醚酮+碳纤维物性表如下


PEEK复合材料
3D打印PEEK材料应用领域:

1、汽车等运输机械领域

PEEK树脂在欧洲市场的增长尤以汽车零部件制品市场的增长最为迅速,特别是发动机周围零部件、变速传动部件、转向零部件等都选用了PEEK塑料代替一些传统的高价金属作为制造材料。随着汽车行业适应微型化、轻量化以及降低成本的要求,PEEK树脂的需求仍将不断增长。欧洲某车型有44个零部件采用了PEEK塑料代替传统的金属制品。


汽车倒挡阀体PEEK玻璃纤维材料

2、IT制造业领域

半导体制造以及电子电器行业有望成为PEEK树脂应用的另一个增长点。在半导体行业,为了达到高功能化、低成本,要求硅片的尺寸更大,制造技术更先进,低粉尘、低气体放出、低离子溶出、低吸水性是对半导体制造工艺中各种设备材质的特殊要求,这将是PEEK树脂大显身手的地方。

3、办公用机械零部件领域

对于复印机的分离爪、特殊耐热轴承、链条、齿轮等,用PEEK树脂代替金属作为它们的材料时,可以使部件轻量化、耐疲劳,并能够做到无油润滑。

4、电线包覆领域

PEEK包覆层有很好的阻燃性,不加任何阻燃剂,其阻燃级别即可达UL94 V-0级。PEEK树脂也具有耐剥离性、耐辐照性(109拉德)等优点,因此用在军工以及核能等相关领域的特种电线。

5、板材、棒材等领域

PEEK在一些特殊领域应用过程中,经常会遇到数量少、品种多的现象,这时用棒、板等型材进行机械加工制造是十分有利的。

6、纤维领域

PEEK纤维(包括单丝)工业滤布、工业用刷等制品中。在复合材料领域,PEEK纤维的魅力在于其热塑性且耐高温。在工业用滤布和工业用刷方面除耐热性外,其魅力还在于它的耐化学药品性和耐磨性。

7、医疗分析器械领域

由于PEEK可耐反复的高压灭菌,在医疗器械中可用于制造内窥镜零件、牙科用的去垢器等。另外,由于PEEK的高强度和低溶出性,已用在仪器分析的液相色谱柱、管、附件等。而且,由于PEEK与人体具有很好的相融性,作为人工骨材料已经成功地替代了传统的钛金属。

本文提到的3D打印材料简介

peek和碳纤维的复合材料,在peek的基础上,提升了硬度、强度等性能
   

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