廣東省江門市江海區(qū)新雄利塑料科技有限公司
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今天新雄利小編給大家介紹一下關(guān)于高溫塑料在3D打印的應用,大家有興趣的話可以了解一下喔。
增材制造技術(shù)中的FDM技術(shù)類別,近年來處于非?;靵y和模糊的狀態(tài):一方面是PLA材質(zhì)的普及型打印機,僅用于基礎(chǔ)外觀評估的非測試應用;另一方面是工業(yè)級標準的測試級設(shè)備與材料應用,甚至使用FDM原理的金屬材質(zhì)打印。它們之間價格跨度是萬元到百萬元,僅靠目測兩者的的區(qū)別:能擺在桌面上和重達1噸以上的體積區(qū)別,而內(nèi)部更是設(shè)備成型倉的耐高溫運動部件和運動控制軟件、依據(jù)不同材料的重復精度保證等諸多的本質(zhì)不同。
在FDM這個統(tǒng)稱下,最核心的不僅是高溫密閉成型倉室和真實的工程塑料這兩點區(qū)別。為了了解需要哪些材料才能產(chǎn)生耐用零件,我們從個人打印機到工業(yè)級打印進行一個歸納介紹:PLA,25%ABS加PLA,PETG是普及型桌面式打印機使用的耗材但是這些遠非高質(zhì)量和工業(yè)應用級別的材料。ABS、PC、尼龍、PPS、這些則是工業(yè)3D打印的高溫FDM塑料序列,目前更延展至ULTEM、PEKK等高等級工程材料,這些高等級材料的成型精度與材料性能的同步保障是工業(yè)級設(shè)備的體現(xiàn)!
形優(yōu)制件社打印交付中心
配有40多臺工業(yè)級FDM Stratasys 3D打印機
哪些領(lǐng)域需要應用高性能塑料?
一,具有出色性能的塑料在航天領(lǐng)域中非常有用。當然還不能用于塑料打印火箭發(fā)動機,它的熱穩(wěn)定性還未達到如此高的水平,但是它非常適合制作周圍的各種零件。一個例子就是Stratasys和Atlas V.火箭的“氣候控制”項目,打印16個塑料零件代替了140個金屬零件,實現(xiàn)更快,更輕,更經(jīng)濟。這可不是一個理論項目,它已經(jīng)飛入太空。
二,另一個例子是航空。飛機內(nèi)飾與氣密件領(lǐng)域應用的范圍很大。為了減少零件的重量,在可能的情況下盡量改用塑料。當飛機制造涉及發(fā)動機部件或機身框架的細節(jié)時,可直接打印金屬,但是到了負荷較小的結(jié)構(gòu)元素(例如機艙通風和內(nèi)飾部件)最好由高性能塑料制成。目前,主流航空公司們越來越多的接受這種趨勢。
我們從天上回到地面:有趣的是工程塑料的其他性能。耐化學腐蝕性、耐高溫、防靜電、生物相容性等有可能使3D打印創(chuàng)建傳統(tǒng)工藝無法獲得的零件結(jié)構(gòu)。與金屬打印相比,塑料打印價格更低。打印的產(chǎn)品可更多地應用于醫(yī)藥、石油天然氣工業(yè)以及化學工業(yè)領(lǐng)域。
什么不將PLA發(fā)射到太空,而使用ULTEM材料制作飛機艙的通風板呢?工程塑料被應用于一系列與高溫、低溫、耐火、機械強度有關(guān)的要求。通常來說這些要求是一體的而非其中的一點。因此,當與PLA與環(huán)境相互作用時,燃燒和產(chǎn)生漂浮物是不可控的。目前,此類工程塑料實際上必須使用更高基本的FDM/FFF技術(shù)在工業(yè)打印設(shè)備中完成。
含聚碳酸酯的長絲,聚碳酸酯是工業(yè)上常用的塑料,具有高抗沖擊性和透明性,也可滿足FDM打印的需要。該材料比ABS更能保持溫度,耐酸,但對紫外線輻射敏感,在石油產(chǎn)品的影響下分解。
純聚碳酸酯,PC形優(yōu)制件社使用PC打印,聚碳酸酯產(chǎn)品的最高工作溫度為130°C。聚碳酸酯具有生物惰性,其產(chǎn)品可以接受滅菌處理,這使您可以將其用于打印藥品包裝和配件。
一,Stratasys PC、 PC-ISO(Fortus打印機可用)。第一種是用于一般用途,第二種是經(jīng)過生物相容性認證的醫(yī)療用途。
PC-ABS,形優(yōu)制件社使用PC-ABS 打印
PC-ABS結(jié)合了ABS固有的耐磨性和韌性,具有更高的沖擊性和工作溫度。在低溫下(最高-50°C)保持強度。與純PC不同,它更適用于需要通過打磨或噴砂消除零件的分層結(jié)構(gòu)的情況。
應用:用于零件和小批量生產(chǎn)的外殼和控制元件,替換設(shè)備中的成批的塑料部件
聚酰胺長絲,形優(yōu)制件社使用Nylon12打印
尼龍聚酰胺被用于合成纖維的生產(chǎn),這是一種很受歡迎的打印材料,使用選擇性激光燒結(jié)(SLS)進行打印。用FDM / FFF技術(shù)進行打印時,主要使用尼龍6(尼龍),尼龍66(尼龍)和尼龍12。尼龍基長絲的共同特征包括化學惰性和抗摩擦性。尼龍12比PA6和PA66更具柔韌性和彈性。最高工作溫度100°C,個別最高可到120°C。首先,尼龍是用來打印齒輪的。為此目的的較佳材料,您可以使用它在帶封閉相機的常規(guī)3D打印機上工作。耐磨性使您可以制造牽引力,凸輪,滑動襯套。在許多制造商的生產(chǎn)線中,都有基于尼龍的復合長絲,具有更高的機械強度。
二,Stratasys 尼龍6,尼龍12,尼龍12CF。后者為填充長絲碳纖維的復合材料。
讓我們進入有趣的部分
您可以在常規(guī)3D打印機上使用聚碳酸酯或聚酰胺。下述長絲更為復雜,它們需要使用其他擠出機打印并保持工作室內(nèi)的溫度,也就是說,您需要使用高溫塑料進行打印的專用設(shè)備。不過也有例外,如在美國國家航空航天局(NASA),為了進行實驗,他們對美國流行的Lulzbot TAZ進行了現(xiàn)代化改造,以使用高溫燈絲。
三,聚醚醚酮,PEEK
PEEK產(chǎn)品的工作溫度達到250°C,可以短期加熱到300°C-增強長絲指示器。PEEK有兩個缺點:價格高和抗沖擊性中等。其余的都是優(yōu)點,自熄、耐熱,具有化學惰性。PEEK生產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備和植入物,耐磨性使其能夠打印出機器的細節(jié)。
四,聚醚酰亞胺,PEI
形優(yōu)制件社使用Ultem1010打印
形優(yōu)制件社使用Ultem9085打印的超高壓強電接頭
五,Ultem SABIC開發(fā)的塑料,PEI特性比PEEK指標略低,但成本要低得多。Ultem 1010和9085是Stratasys的核心材料,用于打印功能部件。航空航天行業(yè)對PEI的需求很大,與鋁合金相比,其重量要小得多。產(chǎn)品的工作溫度根據(jù)制造商的不同,最高可以達到217°C,根據(jù)Stratasys測試的結(jié)果可以達到213°C。
六,PEI具有與PEEK相同的優(yōu)勢,耐化學性和耐高溫,機械強度高。Stratasys推廣的正是這種材料,它可以替代航空航天中的金屬,用于無人機,成型工具的制造以及在試驗中快速打印功能部件。在本報告開始時的示例,針對空客客機的Atlas V火箭冷卻系統(tǒng)部件和塑料部件均由Ultem 9085制成。
七,聚苯砜,PPSF / PPSU
兼具耐溫性,機械強度和耐化學性的另一種材料。Stratasys PPSF已通過航空航天和醫(yī)療應用認證。定位為生產(chǎn)輔助醫(yī)療設(shè)備的原料,可以在蒸汽高壓滅菌器中滅菌。它用于化學工業(yè)中實驗室設(shè)備的零件制造。
八,PC-ISO
材料原色白色,具有生物相容性(ISO 10993 USP VI),并且可以進行γ或EtO滅菌的材料。通常用于食品和藥品包裝以及醫(yī)療器械制造。材料的強度和醫(yī)療兼容性可用于概念建模,功能原型設(shè)計和最終用途部件。該材料可用Stratasys Fortus系列設(shè)備進行打印。
形優(yōu)制件社使用PC-ISO打印MRI線圈
材料參數(shù)比較,在140°C下煅燒2小時無法獲得通過類似方法測試Apium PEEK 450自然,沖擊測試結(jié)果。
缺失,耐熱性被指定為未完成的PEEK。
參數(shù)是Stratasys提供的數(shù)據(jù),PEEK除外。如果指示值的范圍,則沿著零件的各層進行測試。
關(guān)于復合長絲
形優(yōu)制件社使用nylon12cf 打印的承重支架
大多數(shù)用于FDM打印的材料都具有復合材料版本。如果我們談論PLA,則將金屬或木材粉末添加到PLA中以改變其美學特性。工程塑料用碳纖維增強,以增加零件的剛性。這些添加劑對塑料性能的影響不僅取決于其數(shù)量,而且取決于纖維的尺寸。如果可以將細粉視為裝飾性添加劑,而纖維則已經(jīng)明顯改變了塑料的特性。材料名稱中的“碳”一詞并不意味著優(yōu)異的性能,您需要查看測試結(jié)果。例如:Stratasys Nylon12CF沿層測試時的拉伸強度幾乎是Nylon12的兩倍。有一種特殊的選擇是Markforged公司實現(xiàn)的持續(xù)強化。該公司提供增強纖維絲,用于與其他塑料進行FDM聯(lián)合打印。
其他特定屬性
形優(yōu)制件社打印礦機用設(shè)備遙控器
采用防靜電ABS-ESD7材料制作,有效避免靜電火花引發(fā)的事故可能性
工程塑料不僅具有耐高溫性和機械強度。對于用于存儲電子設(shè)備的外殼或盒子,以及在具有易燃揮發(fā)性液體的工作條件下,需要具有抗靜電性能的材料。在Stratasys產(chǎn)品線中,ABS-ESD7與Nylon12 CF材料適用。
常規(guī)的ABS不耐紫外線輻射,這限制了它在戶外沒有保護性涂層的情況下的使用。作為替代方案,提出了ASA,除了優(yōu)異的抗紫外線性外,其它特性與ABS相似。
金屬的代替品
塑料可以在很多領(lǐng)域替代金屬,因為它在輕度,隔熱和電絕緣性,耐用性方面都超過了金屬。但是,特殊合金和機械強度要求高的領(lǐng)域,目前最好的FDM材料的打印還不能達到金屬產(chǎn)品的物理指標。
總結(jié)一下。簡而言之:上文所考慮的打印材料與具有較高打印溫度的常規(guī)材料不同,這些都需要使用專用設(shè)備打印,并且所制造零件的耐熱性和機械強度很高。為了使用這種線材,需要使用擠出機工作溫度為350°C且具有熱穩(wěn)定成型空間的工業(yè)級3D打印機,你作為個人愛好者或初級教育,可以使用桌面打印設(shè)備,它們不需要大多的專業(yè)知識,但如果你是一個工程師或依據(jù)生產(chǎn)型工程材料來定制部件的偏專業(yè)人士,請務必選擇能滿足你的工業(yè)級設(shè)備與對應材料,或與用此類設(shè)備來提供服務的綜合服務的供應商。
江門市江海區(qū)新雄利塑料科技有限公司是一家專門研發(fā)、生產(chǎn)和銷售PA(PA6、PA66以及高溫尼龍PA46、PA6T、PA9T)PET等改性工程塑料系列的高新技術(shù)企業(yè)。一直來,我們不斷致力于高新產(chǎn)品的研發(fā),使企業(yè)得到了發(fā)展,處于該領(lǐng)域佼佼者地位,并在起步之初就加入了中國工程塑料工業(yè)協(xié)會加工應用專業(yè)委員會成員單位。主導產(chǎn)品的主要性能有:增強、阻燃、增強阻燃、增韌、超韌、耐寒、抗靜電、導電、抗沖、耐候(抗UV)等類別,廣泛應用于汽車、 電子、鐵路、家電、通訊、紡機、電器、機械、腳輪和體育休閑用品等眾多領(lǐng)域,值得你的信賴。
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