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关于目前3D打印PEEK材料的发展情况及市场信息总结

2018-10-25 11:31:27 一迈智能 阅读

3D打印PEEK材料


聚醚醚酮(PEEK)是一种高性能的工程热塑性塑料,其特点是具有不同寻常的性能组合。这些性能包括高温性能,机械强度和优异的耐化学性。PEEK 3D打印可能是AM技术在批量生产中使用的关键驱动因素。 

使PEEK成为高性能塑料的关键特性是什么?它是由什么组成的?一迈(IEMAI)创建了一份完整的介绍指南,其中包含有关聚醚醚酮的所有技术信息。在这里,您将能够详细了解其关键特性和优势,并了解该聚合物的常用应用(航空航天,汽车,医疗......)和加工条件。在本文中,我们将分析PEEK添加剂制造的最新发展,包括所有可用的PEEK材料和可支持它们的系统。


PAEK家族材料的高潜力增长应用

应用行业优势障碍
承重骨科植入物医疗非常高的强度重量比,没有生物相容性问题开发竞争植入产品
飞机结构部件商业航空航天与类似使用的金属合金相比,轻量化优势许多竞争的AM金属合金用于类似组件
汽车燃料管理系统汽车/高性能汽车优异的抗疲劳和耐化学性印刷部件的成本

资料来源:SmarTech Publishing

了解PEEK 3D打印 :

聚醚醚酮(PEEK)是一种半结晶,高性能的工程热塑性塑料。这种材料提供独特的机械性能组合,包括耐化学性,耐磨性,抗疲劳性和蠕变性,以及高达260°C(480°F)的极高耐温性。该聚合物属于聚酮类聚合物(PEK,PEEK,PEEKK,PEKK,PEKEKK),其中,PEEK是最广泛使用和大规模生产的。 有许多改性PEEK聚合物的生产商和复合生产商:公司和产品包括Lehmann&Voss(LUVOCOM),RTP公司(RTP 2200系列),Victrex(VICTREX,PEEK VICOTE),SABIC(LNP THERMOCOMP,LNP LUBRICOMP,LNP) STAT-KON),Solvay(KetaSpire,Solviva Zeniva,Tribocomp)和Evonik(VESTAKEEP)。这些公司中的大多数也进行了投资并持有增材制造业的重大股份。

3D打印(FDM/FFF)的PEEK材料:

由于其独特的性能,3D打印PEEK允许构建几乎任何复杂的设计几何形状,其他技术制造是做不到的。熔融沉积建模 - FDM(或熔合丝制造 - FFF)方法用于使用PEEK细丝进行3D打印。PEEK是FFF的优秀候选物,因为它具有低吸湿性,以及其它常见的FFF材料,如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)。该材料通常在360-400摄氏度的喷嘴温度和120摄氏度的加热床下工作得最好。 


PEEK材料3D打印目前的市场情况: 

随着挤出3D打印技术的发展,国内外有几家新的3D打印机厂商已经在开发PEEK和碳纤维复合PEEK 3D打印功能方面发展得不错(排名不分先后)。

在中国,2015年,一迈智能(IEMAI 3D)在东莞建立生产基地,开始研发高性能材料3D打印工艺,2016年正式推出MAGIC系列高温3D打印机,打印温度可以达到450℃以及90℃的恒温腔,同年推出自产的高温PEEK、PEI以及PPSU 3D打印线材、2017年推出高性能材料3D打印服务以及高温清洁材料,最大打印尺寸可以达到310*310*480mm,2018年,一迈正式发布专业版高温3D打印机MAGIC-HT-PRO,升级液冷双高温打印头,可以支持PEEK、PEI、PPSU的高温支撑材料,恒温腔温度提升至120℃,以控制热塑性材料在打印时的变形

一迈peek材料3D打印机

一迈(IEMAI 3D)高温3D打印机MAGIC-HT-M和MAGIC-HT-L

一迈智能高温3D打印材料

一迈(IEMAI 3D)高温3D打印材料PEEK、PEI、PPSU

一迈3D打印PEEK材料MAGIC-HT-PRO

一迈(IEMAI 3D)高温3D打印机MAGIC-HT-PRO

一迈3D打印PEEK


在美国,Stratasys是领先的热塑性挤出系统制造商,原本并不提供PEEK材料的3D打印解决方案,但是,该公司最近以其品牌名称Antero 800为其工业级系统引入了PEKK长丝,PEKK(聚醚酮酮)是类似于PEEK的3D打印变体材料,与PEEK的操作方式大致相同。与PEEK不同,PEKK显示出无定形和结晶材料特性。这让PEKK非常有趣。由于其独特的机械,物理和化学性质,PEKK适用于比PEEK更广泛的用途。

Stratasys的3D打印PEKK


用于FDMPEKK材料为许多制造商提供了显着的优势,包括重量轻的零件,减少的库存和提高的盈利能力。其耐化学性意味着它可用于暴露于碳氢化合物的组分,如燃料和润滑剂,以及许多酸化学溶液。此外,低释气性允许PEKK用于密闭空间和敏感环境,例如卫星,其中材料可能在真空下不会释放气体。高工作温度使其可用于在发动机罩下或发动机舱中生产部件。


在德国,Apium公司在3D打印机开发方面的创新工作,促成了2017年推出了P系列3D打印机,Apium P 155和Apium P220。新打印系统允许用户处理各种高性能聚合物,包括PEEK。

Apium公司3D打印PEEK材料


在意大利,工业3D打印机制造商 Roboze,也对其Roboze One 3D打印机进行了升级,以实现熔化温度高达400°C的材料的3D打印。最近,Roboze 推出了更大尺寸的Argo系统 - 它还专门针对PEEK和其他先进的热塑性塑料匹配了3D打印工艺,使用高粘度聚合物(如碳PEEK,PEEK和ULTEM AM9085F)可以达到550°C的温度。Argo具有恒温,除湿和受控的印刷环境,以抵消热塑性材料的变形,特别是对于较大尺寸的部件。


国外的3D打印PEEK厂商

PEEK 3D打印材料 :

一些材料制造商开始生产和提供PEEK长丝。因此,SABIC,Solvay和Victrex等主要塑料制造商在该领域进行了一些重大投资。较小的专业3D打印公司 - 如美国的3DXTECH和中国的一迈(IEMAI 3D), 塑料巨头索尔维可能是PEEK长丝开发中最先进的,因为该公司去年4月在RAPID + TCT推出了两种PEEK长丝。该计划是索尔维计划提供更广泛的特种聚合物长丝和粉末产品系列的第一步,该产品专为高端AM应用而设计。这两种长丝利用了索尔维的高性能KetaSpire聚醚醚酮(PEEK)聚合物:纯PEEK产品和10%碳纤维增强级产品。两种PEEK长丝均经过精心设计,可实现印刷层的优异熔合,实现高零件密度,并提供出色的零件强度 - 包括z轴。

3D打印PEEK线材


Lehmann&Voss(Lehvoss)还推出了LUVOCOM 3F品牌,用于基于LUVOCOM PEEK的长丝。该产品系列包括两种材料:LUVOCOM 3F PEEK 9581 NT,Roboze使用的未填充PEEK等级,以及碳纤维增强PEEK等级的LUVOCOM 3F PEEK 9710 BK。Lehvoss生产和供应颗粒,而长丝可从合作伙伴处获得,该公司正在寻求满足特定市场需求的工作。LEHVOSS通过开发改性PEEK材料在扩大PEEK采用方面发挥着关键作用,即使没有Stratasys专利的密封室,也可以在不翘曲的情况下进行印刷而不会损失强度。这种方法将PEEK市场开放到更广泛的系统中。 

Victrex是另一家主要的聚合物材料制造商,也是PEEK的供应商。该公司 于2017年收购了Zyex,以提供差异化的VICTREX PEEK解决方案 并开拓新市场。Zyex是PEEK光纤的全球制造商,主要面向航空航天,汽车和工业市场。今天,Victrex PEEK已被德国长丝生产商3Dinx使用。 

另一家提供PEEK长丝的公司,基于Victrex和Lehvoss PEEK材料(以及未来的其他潜在供应商,据公司发言人称)是荷兰的3D4Makers。长丝制造商和供应商提供PEEK Natural,一种通常用于医学研究和一些航空航天应用的无添加剂PEEK等级,以及PEEKQ,其经过改进以改善可印刷性并用于工业应用,太空和航空。除了PEEKQ和PEEK天然之外,3D4Makers还为选定的客户提供碳填充和玻璃填充PEEK,并可以根据特定的PEEK - 以及PEKK - 要求使用它们。 

在美国,长丝制造商 3DXTECH已经为高级应用提供了一段时间的高端长丝。目前的产品系列包括基于Victrex PEEK材料的CarbonX碳纤维PEEK和Firewire PEEK 3D打印细丝。两者的价格都相当于每公斤线轴600美元左右。3DXTECH还提供使用Arkema的 Kepstan PEKK材料生产的Firewire PEKK和CarbonX碳纤维PEKK长丝。

激光烧结的PEEK:

就总需求而言,SmarTech Publishing预计PEEK和PEKK粉末 - 特别是那些用碳增强的优异机械性能 - 可广泛用于粉末床熔化,用于制造最终用途部件。 领先的激光烧结系统供应商EOS提供自己的认证PEEK材料,使其成为目前唯一一家为其自己的聚合物粉末床熔合技术提供的易于批准的先进热塑性粉末供应商。在EOS机器上也成功使用了越来越多的第三方选项。其中包括来自RAUCH的应用和材料,RAUCH是一家德国CNC服务提供商,通过长丝挤出和激光烧结在PEEK 3D打印方面积累了丰富的专业知识。 在较大的聚合物制造商中,至少自2014年以来,赢创一直致力于开发用于聚合物粉末床熔合的新型3D打印材料,并且已经开发出用于激光烧结的PEEK 3D打印材料。阿科玛还致力于开发一系列特定等级的Kepstan PEKK粉末,可用于激光烧结工艺,使零件具有极高的韧性。

激光烧结PEEK材料


Oxford Performance Materials (OPM)是一家总部位于美国的AM服务公司,在医疗和航空航天领域运营,是使用改进版EOS机器和称为高性能增材制造的专有工艺(HPAM)的PEKK应用领域的领导者之一)。其OXPEKK产品由OPM的专有聚醚酮酮(PEKK)配方系列组成。随着 去年OXPEKK定制化合物的商业化推出,OPM正在着手解决主要市场(包括医疗,航空,汽车,电子,能源和半导体行业)的重要未满足需求。

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