پرینت سه بعدی peek
دکتر پرینتر اولین شرکت خدمات دهنده پرینت سه بعدی متریال peek (پیک) گرید پزشکی با پرینتر های سه بعدی دما بالا و مخصوص آماده ارائه خدمات به مشتریان عزیز میباشد.
در این مقاله میتوانید در مورد این پلیمر با ویژگی های عجیب و کارآمد بیشتر بدانید و درمورد کاربرد آن در حوضه کاری خود مطلع شوید!
پلیمر peek
PEEK (پلی اتر اتر کتون) یکی از محبوب ترین ترموپلاستیک ها در تولید است و دلیل خوبی هم دارد. PEEK می تواند قطعات قوی تر و سبک تر از فولاد ضد زنگ و آلومینیوم با مقاومت حرارتی، شیمیایی و سایش بسیار بالا تولید کند. قطعات ساخته شده از گرید مهندسی این پلیمر را می توان در هر صنعتی یافت.
PEEK که برای ارائه ایمپلنت‌های پزشکی و اجزای هوافضا بهتر از فلز به دلیل نسبت استحکام به وزن و زیست سازگاری آن جایزه گرفته است، همچنین به دلیل خواص عایق الکتریکی برای قطعات در مهندسی برق ایده‌آل است و به طور گسترده در کاربردهایی که نیاز به طولانی مدت دارند استفاده می‌شود. -مقاومت مدت در برابر فشار و سایش، مانند صنعت نفت و گاز.
ویژگی‌های PEEK را با قابلیت‌های چاپ سه‌بعدی ترکیب کنید، و میتوانید هر شکل سفارشی و پیچیدگی قطعات را در ماده‌ای بسازید که بتواند در سخت‌ترین شرایط مقاومت کند. جای تعجب نیست که قطعات PEEK پرینت سه بعدی شده بیشتری را می بینیم که جایگزین فلز در فضاپیماها، ایمپلنت های ارتوپدی و حتی قطعات موتور در مسابقات اتومبیل رانی با کارایی بالا می شوند.
اولین عمل جراحی در ایالات متحده انجام شد که شامل کاشت یک قفس ستون فقرات منحصر به فرد بود که توسط Evonik از رشته PEEK پرینت سه بعدی شده بود. این ایمپلنت توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده در ماه مارس تایید شد و اولین ساختار کاشته شده پلی اتر اتر کتون متخلخل (PEEK) چاپ سه بعدی جهان برای استفاده تجاری در نوع خود است.
در عین حال، تقاضا برای چاپگرهای سه بعدی که می توانند با این ماده کار کنند در حال رشد است، که تولیدکنندگان را بر آن داشته است تا چاپگرهای PEEK مقرون به صرفه، بزرگتر و با کاربری آسان تر را برای مشاغلی که به دنبال تولید و نمونه سازی تولید کنند.
اگرچه PEEK هنوز جزو پرهزینه‌ترین پلیمرهای تولید افزودنی است (در عین حال ارزان‌تر از بسیاری از فلزات)، و کار کردن با آن آسان‌ترین نیست، اما امروزه بسیار بیشتر از همیشه در دسترس است.
همه پرینتر های سه بعدی نمیتوانند peek پرینت کنند!
یک قرقره از فیلامنت PEEK ممکن است مانند هر پلاستیک چاپ سه بعدی دیگری به نظر برسد، اما اگر آن را در یک پرینتر سه بعدی قرار دهید و به سرعت متوجه خواهید شد که این ماده از نازل شما خارج نمیشود و ممکن است اکسترودر پرینتر سه بعدی شمارا خراب کند چون به دمای خیلی بالاتری برای ذوب نیازدارد!
شما نه تنها باید PEEK را با یک نازل فوق گرم (300+ ºC) اکسترود کنید، بلکه باید آن را با یک هیت بد و محفظه گرم شده نیز گرم نگه دارید. چند پرینتر سه بعدی در دنیا فراتر از یک هیت بد و محفظه گرم وجود دارند که با فناوری که خود قسمت PEEK را گرم می کند. به گفته برایان الکساندر، دانشمند پلیمر و متخصص چاپ سه بعدی PEEK در Solvay Specialty Polymers، گرم کردن موضعی قطعه و همچنین یک محفظه گرم برای کنترل کریستالیزاسیون، چسبندگی بین لایه را بهبود می بخشد. گرما باید ثابت و قابل کنترل باشد زیرا سرعت خنک شدن قسمت نهایی نیز باعث تفاوت می شود.
اخیرا الکساندر و تیمش چاپگر سه بعدی Orion را مورد آزمایش قرار دادند و دریافتند که گرمایش تابش حرارتی آن، که ماده (نه هوا) را تا 320 درجه سانتیگراد گرم می کند، چاپ های PEEK را با کیفیت بهتر از قالب تزریقی حتی در محور Z تولید می کند.
سرعت چاپ و ارتفاع لایه فاکتورهای مهم در چاپ موفق PEEK هستند. خوشبختانه، چاپگرهای بهتر PEEK بسیاری از این تنظیمات را برای تجربه ای بدون نگرانی به صورت خودکار انجام می دهند.
برگه اطلاعات مواد همراه با فیلامنت PEEK معمولاً سرعت چاپ ایده‌آلی را ارائه می‌کند که بسته به برند معمولاً بین 15 تا 45 میلی‌متر بر ثانیه است. بسیاری از چاپگرهایی که در این راهنما ارائه می‌کنیم ادعای سرعت بالای 400-500 میلی‌متر بر ثانیه دارند، اما بدانید که PEEK به سادگی نمی‌تواند با این سرعت چاپ شود. درحالی که سایر پلیمر ها می توانند.
اگرچه بیشتر PEEK با استفاده از چاپ FDM با رول های رشته ای به صورت سه بعدی پرینت می شود، اخیراً، PEEK به شکل پلت اقتصادی تر و به عنوان پودری برای چاپگرهای سه بعدی جوش لیزری (SLS) پیشرفت کرده است، اگرچه SLS معمولاً برای PEEK استفاده نمی شود.
پرینتر های سه بعدی peek میتوانند هر متریالی را پرینت کنند!
اگر آنها می توانند PEEK را چاپ کنند، می توانند دیگر پلیمرهای با کارایی بالا با محیط های چاپی مشابه و نیاز به حرارت بالا، مانند PEAK، PEKK، PEI/Ultem، PPSU و غیره را چاپ کنند. البته اگر بتوانید حرارت را به اندازه کافی کم کنید، می توانند ABS و حتی PLA را پرینت کنید.
در زیر برخی از ویژگی های برتر پرینتر سه بعدی PEEK در لیست ما آورده شده است.
- فیلتر HEPA برای به دام انداختن بخارات و ذرات مضر
- محفظه ای عایق بندی شده تا گرما کارگاه شما را گرم نکند یا گرما از دستگاه نشت نکند
- محفظه گرمایش سریع تا یک ساعت یا بیشتر برای شروع چاپ منتظر نمانید
- اکسترودر دوتایی، بنابراین میتوانید متریال ساپورت را چیزی غیر از PEEK، مانند مواد محلول درآب، برای صرفه‌جویی در هزینه و حذف آسان‌تر چاپ کنید.
- خشک کن رشته ای یکپارچه تا مواد PEEK شما همیشه آماده کار باشد
- خنک شدن کنترل شده برای جلوگیری از تاب برداشتن
- دوربین تعبیه شده برای نظارت مداوم بر چاپ
- حفاظت از قطع برق که چاپ را از جایی که کار را متوقف کرده اید از سر می گیرد
- حسگرهایی برای تشخیص اینکه آیا رشته کافی برای تکمیل کار دارید یا خیر
- حسگرهایی برای تشخیص گیر کردن فیلامنت
peek چیست؟
شرکت مستقر در بریتانیا Imperial Chemical Industries (امروزه با نام Victrex شناخته می شود) پلی اترترکتون (PEEK) را در دهه 1980 معرفی کرد. در شکل اصلی خود، این ماده یک پلیمر نیمه کریستالی و با خلوص بالا است که شامل مونومرهای تکرارشونده از دو گروه اتر و یک گروه کتون است.
PEEK متعلق به خانواده پلی‌آر کتون (PAEK) است که شامل PEKK (پلی اتر کتون کتون) نیز می‌شود، اما از سایرین برتری دارد زیرا می‌تواند در دماهای بالاتر عمل کند و خواص مکانیکی عالی خود را در دماهای استفاده مداوم تا 240 درجه سانتیگراد (464 درجه فارنهایت) حفظ کند. ، به آن اجازه می دهد تا در محیط های شدید استفاده نهایی جایگزین فلز شود.
PEEK یکی از معدود پلاستیک های سازگار با کاربردهای خلاء فوق العاده بالا است که آن را برای صنایع هوافضا، خودروسازی و شیمیایی مناسب می کند.
همه محصولات تجاری PEEK عملکرد یکسانی ندارند. فیلامنت PEEK را از طیف گسترده‌ای از تولیدکنندگان پیدا خواهید کرد، اما حتماً مشخصات فنی و برگه‌های داده را بررسی کنید تا مطمئن شوید که تمام ویژگی‌های PEEK مورد نیاز خود را دریافت می‌کنید. در مورد چگالی و استحکام با تامین کننده خود صحبت کنید.
آیا شما به peek نیاز دارید؟
PEEK دارای ویژگی‌های قانع‌کننده بسیاری است، به‌ویژه زمانی که صحبت از تولید نمونه‌های اولیه و قطعات کاربردی برای صنایع تحت نظارت باشد، اما کار با آن گران و دشوار است، بنابراین ممکن است از خود بپرسید: آیا واقعاً نیاز به چاپ با PEEK دارم؟
بیایید به نقاط مثبت و منفی آن نگاهی بیاندازیم…
نقاط مثبت
- در برابر دماهای شدید تا 260 درجه سانتیگراد (480 درجه فارنهایت) و همچنین سیالات خورنده، گازها و فشار بالا بسیار مقاوم است.
- نامحلول در حلال‌های معمولی، از هیدرولیز آن جلوگیری می‌کند و اجازه می‌دهد بدون تخریب آب یا بخار با فشار بالا استفاده شود.
- سبک وزن: PEEK ذاتاً دارای وزن مخصوص پایین 1.3 گرم بر سانتی متر مکعب، کمتر از نصف آلومینیوم و یک ششم وزن مخصوص فولاد است.
- توانایی خود روانکاری بالا و اصطکاک کم
- مقاومت فوق العاده در برابر خزش
- ساییدگی بسیار کم
- ثبات ابعادی خوب
- قابلیت اشتعال کم و انتشار دود کمی هنگام احتراق
- خواص عایق استثنایی
- مقاومت عالی در برابر استریلیزاسیون در دمای بالا
- کاملا زیست سازگار
- سالم و مقاوم در برابر روغن ها و چربی های حیوانی
نقاط منفی
- باید در دماهای بسیار بالا و ثابت پرینت شود
- گران تر از بسیاری از فیلامنت های دیگر
- مقاومت کم در برابر کلر/برمید، گوگرد غلیظ و اسیدهای نیتریک و همچنین کتئون ها و نیتروبنزن. PEEK همچنین توسط هالوژن و سدیم مورد حمله قرار می گیرد و استفاده از آن را در زمینه های خاص صنعتی محدود می کند
- مقاومت کم در برابر نور UV
- فیلامنت PEEK بسیار رطوبت سنجی است و باید قبل از استفاده با دقت نگهداری و خشک شود.
- اگر گرما دقیقاً کنترل نشود، PEEK مستعد تاب برداشتن و تغییر ابعاد در حین چاپ است
نکته ها
برخی از تاب خوردگی، انقباض و دشواری چاپ با PEEK را می توان با ترکیب PEEK با مواد کامپوزیتی مانند تقویت کننده های فیبر شیشه، گرافیت یا فیبر کربن کاهش داد. بازپخت پس از چاپ نیز می تواند کیفیت قطعه شما را افزایش دهد. مقاومت کم اشعه ماوراء بنفش PEEK را می توان با افزودن لایه ای از رنگدانه که از ذرات دوده ویژه تشکیل شده است، برطرف کرد. گریدهای پر از کربن پایداری در برابر اشعه ماوراء بنفش را بهبود می بخشند و می توانند در کاربردهای خاصی که به مقاومت بیشتری در برابر اشعه ماوراء بنفش نیاز دارند استفاده شوند.
جایگزین peek
اگر قطعه شما به تمام خواص PEEK نیاز ندارد، این گزینه های جایگزین را در نظر بگیرید که چاپ راحت تر و کم هزینه تری دارند.
PEKK همچنین بخشی از خانواده پلیمرهای نیمه بلوری پلی‌آری‌الترکتون مانند PEEK است، اما به دمای پرینت پایین‌تری نیاز دارد که چاپ آن را آسان‌تر می‌کند. PEKK کمی الاستیک تر از PEEK با جذب ضربه خوب است.
Ultem خواص مشابه PEEK را ارائه می دهد اما با هزینه بسیار کمتر و همچنین پرینت در دماهای پایین تر آسان تر است. Ultem دارای خواص اصطکاک و سایش ضعیف تری نسبت به PEEK است. Ultem نام تجاری پلی اتریمید (PEI) است.
نایلون تقویت‌شده با فیبر کربن تقریباً استحکام یا مقاومت شیمیایی PEEK را ارائه نمی‌کند، اما همچنان یک ماده فوق‌العاده قوی است که معمولاً برای بسیاری از کاربردهای صنعتی استفاده می‌شود.
PEEK Annealing چیست و چرا ممکن است به آن نیاز پیدا کنید؟
بازپخت یک روش عملیات حرارتی و متداول پس پردازش برای PEEK است که می تواند چگالی مواد یک قطعه را بهبود بخشد. با این حال، دانشمندان مواد در مورد اینکه آیا برای هر قطعه ضروری است و آیا اصلاً به خواص مکانیکی یک قطعه کمک می کند یا خیر، اختلاف نظر دارند. این یک فرآیند منحصر به فرد برای تولید افزودنی نیست زیرا در PEEK قالب‌گیری تزریقی نیز استفاده می‌شود.
همانطور که اشاره کردیم، PEEK برای پردازش به گرمای بالایی نیاز دارد، اما همچنین برای تغییر ماهیت مکانیکی خود به گرما نیاز دارد. محاسبه مقدار گرما و مدت زمان مورد نیاز قطعه خاص شما نیز آسان نیست. برای پروفایل های چاپ و راهنمایی به سازنده چاپگر خود نگاه کنید، اما مطمئناً در هر صورت به دنبال کمی آزمایش هستید. برخی از سازندگان چاپگر می‌گویند که دستگاه‌هایشان در حین چاپ به دمای کافی بالایی دست می‌یابند تا ماهیت شیمیایی PEEK را تغییر دهند، بنابراین بازپخت به عنوان یک مرحله پس از پردازش به سادگی ضروری نیست.
به گفته الکساندر در Solvay، بازپخت نیز جنبه منفی خود را دارد. «اگر آنیل می‌کنید، در حین متبلور شدن، قطعه را منقبض می‌کنید، بنابراین یا دچار تاب خوردگی یا فضای خالی می‌شوید، که می‌تواند منجر به لایه‌پوش شدن شود. همه پلیمرها در طول تبلور منقبض می‌شوند، اما تفاوت بین AM و قالب‌گیری تزریقی این است که شما در قالب‌گیری تزریقی فشار معکوس وارد می‌کنید که فضاهای خالی را از بین می‌برد و میتوانید برای انقباض طراحی کنید. الکساندر خاطرنشان می کند که ترفندها و نکاتی برای دور زدن پیچ و خم ها و فضاهای خالی در تولید مواد افزودنی نیز وجود دارد، اما او بازپخت را توصیه نمی کند.
درک واقعی PEEK مستلزم دانستن مفاهیم علم مواد کریستالینیتی و زنجیره‌های پلیمری تا شده و تفاوت‌های ظریف بیشتر از آنچه در اینجا می‌خواهیم به آن بپردازیم. فقط بدانید که چاپگر شما ممکن است شامل یک تنظیم بازپخت یا لیستی از گزینه‌های آنیلینگ باشد که میتوانید دنبال کنید، مثلاً اجازه دهید قطعه دقیقاً با دمای 10 درجه سانتیگراد در ساعت تا دمای 140 درجه سانتیگراد خنک شود یا قطعه را در دمای 200 درجه سانتیگراد به مدت یک ساعت بگذارید. برای هر میلی متر ضخامت دیوار
نکات پرینت سه بعدی برای فیلامنت peek
اکنون که یک مرور کلی از PEEK دارید، شاید بخواهید خودتان چاپ را با آن شروع کنید. در اینجا چند نکته و ترفند اساسی وجود دارد که هنگام پرینت سه بعدی با PEEK باید در نظر داشته باشید:
دمای ثابت
PEEK تحت دماهای نوسان یا ناپایدار واکنش خوبی نشان نمی دهد. بنابراین، چاپگر با محفظه گرم به شدت توصیه می شود. برای به دست آوردن بهترین نتایج در حین پرینت سه بعدی PEEK، چاپگر سه بعدی را در محیطی قرار دهید که حداقل تغییرات دما را داشته باشد.
مراقب لکه ها باشید
گاهی اوقات ممکن است هنگام چاپ با PEEK متوجه لکه های سیاه رنگ شوید. اگرچه این ممکن است دلایل مختلفی داشته باشد، اما رایج ترین توضیح آن ناخالصی فیلامنت استفاده شده است یا اینکه چاپگر سه بعدی در پرینت دماهای مورد نیاز مشکل دارد.
نازل را تمیز نگه دارید
پس از اتمام فرآیند چاپ، همیشه باید نازل را تمیز کنید. تمام مواد باقیمانده باید از نازل خارج شود، در غیر این صورت ممکن است مسدود شود و در نهایت منجر به لکه گیری شود (که در بالا ذکر شد).
مراقب کریستالیزه شدن ناموفق باشید
گاهی اوقات، هنگام چاپ با مواد PEEK، کریستالیزاسیون نامناسب ممکن است رخ دهد. اگر رنگ قسمت‌هایی از چاپ متفاوت باشد، مانند تغییر رنگ قهوه‌ای در مقایسه با رنگ بژ پیش‌فرض، این می‌تواند نشان دهنده کریستالیزاسیون نامناسب باشد. این می تواند ناشی از نوسان دما در طول فرآیند چاپ باشد.
فیلامنت peek را در جای خشک نگه داری کنید
هنگامی که با PEEK پرینت سه بعدی نمی کنید، باید مواد را در مکانی خنک، خشک و تاریک نگهداری کنید تا زمانی که دوباره از آن استفاده کنید. با این کار کیفیت مواد را حفظ کرده و به نتایج مطلوبی دست خواهید یافت.
اگر نیاز به خدمات پرینت سه بعدی peek داشتید دکترپرینتر آماده انجام سفارشاتت شما است!
منبع:all3dp