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嘉峪檢測網(wǎng) 2020-11-06 20:30
3D打印以更準確、更高效,甚至更快的速度改變著整個行業(yè)的規(guī)則,包括航空航天、汽車等最苛刻的領(lǐng)域。材料創(chuàng)新是這種“革命”的核心,因為它們直接影響打印零件的性能。而PEKK這種高性能聚合物既可以滿足最苛刻市場的需求,又可以打印。
PEEK的優(yōu)勢
PEEK(聚醚醚酮)是一種超高性能聚合物,位于聚合物性能的金字塔頂端附近。PEEK及其系列產(chǎn)品(PAEK,PEKK)以其在要求強度和耐高溫性的航空航天、汽車及其他行業(yè)中的超高性能而聞名。PEEK非常適合用于坯料形狀的擠出和注塑成型。
在PEEK系列產(chǎn)品中,可能是最廣為人知的PAEK,它是一種具有非??斓慕Y(jié)晶動力學的半結(jié)晶材料,非常適合許多常規(guī)加工方法。像大多數(shù)半結(jié)晶材料一樣,它結(jié)晶時會發(fā)生明顯的尺寸變化(收縮)。在傳統(tǒng)的加工技術(shù)中,這種尺寸變化很容易解決并得到廣泛理解,但是對于增材制造工藝而言,這種收縮會導致翹曲和打印失敗。
這些快速形成的晶域幾乎完全抵抗進一步的鏈擴散和纏結(jié),從而大大降低了層與層之間的附著力。為了克服這些挑戰(zhàn),許多3D打印機制造商已采取極端措施來實現(xiàn)合理的零件質(zhì)量和打印可靠性。
什么是PEKK?
PEKK和PEEK在結(jié)構(gòu)上非常相似,但有兩個主要區(qū)別:
PEKK在骨架中有一個酮基取代了一個醚基,該酮基比醚鍵具有更硬的鍵,從而增加了材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
這些酮鍵之一可以處于對位(直位)或間位(扭結(jié))位置。
通過控制聚合物主鏈中直鏈單元與扭結(jié)單元的比例,可以精確地控制熔融溫度、結(jié)晶度和結(jié)晶速率。這種控制使PEKK可以用許多類似的聚合物如PEEK難以或不可能進行處理,這也意味著可以使用FFF輕松進行打印。
這種根據(jù)用戶需求調(diào)整PEKK的靈活性意味著該材料可以滿足許多不同的目的,并且還為制造商提供了更高的打印可靠性。更少的失敗打印+對設置進行微調(diào)的需求減少,從而大大降低了制造時間和成本。
除了這種靈活性,PEKK還為用戶提供了比PEEK更大的優(yōu)勢:
由于較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg),在高溫下具有更高的強度
更高的抗壓強度
改善阻隔性能
更好的磨損和摩擦性能
阿科瑪公司研制的Kepstan ® PEKK聚合物可以進一步適合于玻璃纖維、碳纖維或碳納米管的特定需求。它輕巧、堅固,除了對最具腐蝕性的化學物質(zhì)具有抵抗力之外,還可以在高度苛刻的環(huán)境中用來代替金屬部件以減輕重量。PEKK的獨特性能使其成為FFF或LS工藝的理想高性能聚合物選擇。
這些優(yōu)勢意味著PEKK可用于3D打印零件,以用于要求苛刻的工業(yè)應用,而對于PEEK,這些零件的制造僅限于更常規(guī)的方法。PEKK的強度和抵抗力使其可在高溫和高壓環(huán)境(例如發(fā)動機)中使用,并且其低釋氣性使其可用于衛(wèi)星和潛艇,它已被用于3D打印商用航天器的多個組件,以進行人員運輸。
展望未來
PEKK比其他PAEK聚合物具有更大的制造靈活性,這意味著3D打印PEKK在眾多高要求工業(yè)應用中的潛力是巨大的。隨著3D打印領(lǐng)域從簡單的原型制作迅速發(fā)展為工業(yè)用途,PEKK將開創(chuàng)無數(shù)新的制造可能性。
言而總之,在選擇用于制造要求苛刻環(huán)境的組件的材料時,在高性能聚合物中的選擇很明確:首先,PEKK可提供增材制造中可加工的任何材料的最佳物理和機械性能;其次,更重要的是,PEKK允許用戶選擇最適合其基礎(chǔ)設施和最終用途的制造方法。

來源:碳纖維及其復合材料技術(shù)