盘点高强度塑料PEEK的应用领域、材料商及3D打印设备(3)
德国INDMATEC
INDMATEC总部位于德国的卡尔斯鲁厄,主要为工业级的FDM技术开发新型材料,他们已经将原料PEEK制成了可在FDM 3D打印技术中使用的线材。INDMATEC通过全金属的热端挤出机的使用可以获得高达400摄氏度的温度,这样他们的PEEK线材可以得到充分的熔化和成型。INDMATE一卷200克、1.75毫米线材的零售价约150美元,其典型用户包括欧航局。
荷兰Tractus 3D
Tractus 3D建造了一个高达3.5米的大型3D打印机——T3500,该打印机能够满足各个行业的特定需求,在改进后,该打印机的打印温度可以达到450摄氏度,可以打印PEEK,从而可以满足医疗甚至航空航天领域的要求。除了能够打印PEEK之外,T3500的分辨率可以达到3微米,而且根据所打印的材料不同,该3D打印机的速度可以达到最高的每秒400毫米。标准T3500 3D打印机的售价在2.5万欧元左右。国外其他的FDM 3D打印厂商包括AON3D, Tractus3D, Rokit 以及Verashape。
国内企业中的陕西恒通智能和Intamsys(远铸智能)公司已分别针对于PEEK 3D打印材料开发了基于材料挤出技术的3D打印机。
PEEK 复合材料3D打印
当今社会对材料性能的要求很高,由于单一的PEEK树脂难以满足不同的使用要求,近年来对PEEK的改性成为国内外研究的热点之一,其主要手段有纤维增强PEEK、颗粒填充PEEK、PEEK表面改性、与聚合物共混等,这样不仅可降低制品成本,还能改善PEEK的成型加工性能和使用性能。根据3D科学谷的市场研究,目前在3D打印PEEK复合材料方面,国际上Arevo Labs, Impossible Objects独领风骚。
美国麻省理工的Impossible Objects
Impossible Objects公司是世界上第一个复合型3D打印的制造者,将更强的材料比如碳纤维、芳纶(Kevlar)和玻璃纤维运用到增材制造中,实现更快的建造速度,较强的机械性能,使得其拥有比其他的3D打印技术更广泛的应用空间,同时还满足那些不可能通过传统加工方式来加工的复杂几何形状的复合材料制造技术。
图片:Impossible Objects打印的植入物
Impossible Objects推出的PEEK碳纤维复合 3D打印零部件,比铝质零部件(6061-T6)轻50%,强度相当于铝质零部件的三分之二。此外,PEEK 碳纤维复合零部件可以回收利用,减少浪费。
Impossible Objects 公司的3D打印PEEK 碳纤维复合零部件可以应用在航空航天、国防、油田服务、汽车、医疗等行业。相比使用热塑性材料3D打印出来的零部件,这类零部件强度要高2倍—10倍。与同样具有气密性、水密性的尼龙碳纤维材料相比,PEEK碳纤维材料的拉伸强度更强。尼龙碳纤维3D打印零部件的拉伸强度为拉伸强度为150兆帕,耐热性为120°C,而 3D打印PEEK碳纤维零部件的拉伸强度为 205 MPa,耐热性为250°C。 Impossible Objects 公司的CEO 表示,传统方式的3D打印塑料零部件无论是在耐高温方面,还是强度方面都是无法与金属零部件相比。但Impossible Objects 3D打印的零部件比一些金属零部件拥有更高的强度-重量比。Impossible Objects的目标是让3D打印成为更高体积、轻量化、高性能零部件的主流制造技术。除了航空航天领域,Impossible Objects 公司已在PEEK 碳纤维复合材料骨科植入物领域进行了探索。
美国硅谷的Arevo Labs
Arevo Labs不仅提供碳纤维工业级3D打印机,还提供3D打印的新型碳纤维和碳纳米管(CNT)增强型高性能材料,而且使用其专有的3D打印技术和专用软件算法可以使用市场上现有的长丝融熔3D打印机制造产品级的超强聚合物零部件。
Arevo Labs推出了一个可扩展的以机器人为基础的增材制造(RAM-Robot-Based Additive Manufacturing)设备用来打印复合材料。该平台由一个市售的机械臂,复合沉积端执行器和一个全面的软件套件。
目前软件是专门针对ABB IRB 120六轴机器人,但可扩展的软件也可以支持更大的ABB机器人型号和尺寸,根据机器人的大小,打印体积可以从1000立方毫米达到8立方米。
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