3D打印中的PEEK：一种耐用且要求苛刻的材料

PEEK的生产及特性

PEEK是PAEK系列（聚芳醚酮）的一种，以其高热机器性能而有名。
根据上氟新材的先容，PEEK的分子构造显示了其独特的芳香环和极性官能团组合，以及酯键和双键侧链的存在，这些构造特色授予了PEEK精良的机器性能、耐热性、化学稳定性和生物相容性。
如果将该行业中不同聚合物以金字塔的形式分类，PEEK处于高性能聚合物类别的顶端。

3D打印聚合物性能金字塔

PEEK于20世纪70年代末首次投放市场，由于性能卓越，很快引起了航空或电子等行业的兴趣。
它是一种半结晶聚合物，大约30%的材料质量在打印过程中结晶。
在它的领悟过程中，分子在热的浸染下部分排列在它们之间，形成一定的秩序直到完备凝固，这使其在温度升高时保持机器特性。

PEEK的3D打印

PEEK的熔点极高，玻璃化温度143℃，熔点达到343℃，使其加工极其困难。
无论是采取FFF/FDM挤出还是SLS烧结，打印温度设置常日靠近400℃，且对温度场稳定性和均匀性哀求非常严格。
PEEK的3D打印必须节制其结晶过程，由于部分结晶，材料的密度会发生改变，因此有必要保持高温水平并避免温度涌现颠簸。

以挤出工艺为例，喷嘴的温度应持续保持在约400C，腔室温度加热至约100C，底板加热至约200C，降落PEEK打印时的翘曲、使打印件充分均匀结晶。
就化学反应而言，材料在打印过程中会改变密度，然后在冷却时紧缩。
以海内一迈智能具有超大构建尺寸的SPAC HT 920为例，其打印尺寸达到920620920mm，打印温度高达500℃，腔体温度220℃，热床温度300℃，精良且稳定的温度条件为打印大幅面的高性能制件创造了根本。
此外，海内远铸智能、陕西聚高档公司也开拓出了适用于PEEK挤出打印的装备。

一迈智能PEEK FDM 3D打印过程

远铸智能PEEK 3D打印产品

华曙高科PEEK SLS 3D打印过程

对付激光烧结工艺，为防止成形过程中的零件翘曲变形，哀求SLS成形过程中预热温度设置在330-337℃的(激光烧结窗口)范围内；老化的PEEK粉末熔点更高，烧结窗口更窄，预热温度设置更是靠近400℃，须要专门开拓具有超高温预热心况的打印机。
据增材制造技能前沿，华曙高科的PEEK材料打印工艺已实现更稳定打印，且通过优化材料配频年夜大降落了PEEK的运用本钱。
华科史玉升教授团队、德国EOS公司也专门开拓了适用于PEEK打印的超高温SLS设备。

PEEK的运用领域

只管PEEK是一种哀求很高的材料，但也必须说它为制造商供应了极佳的机器和化学特性：它非常耐热、耐磨、具有高耐化学性、可消毒和介电性能。
PEEK还具有高强度重量比，可替代某些金属。
此外，PEEK具有阻燃性，这将使其成为一种备受关注的3D打印材料，适用于航空航天等具有失火/烟雾限定的行业。
如果我们将其与其他高性能热塑性塑料进行比较，PEEK的机器强度超过ULTEM。

3D打印的PEEK特殊受医疗领域的关注，其具有生物相容性和可消毒性，可用于定制植入物的制造。
PEEK具有类似于人体骨骼的特性，3D打印的PEEK植入物可以促进植入物周围组织的重修，加速骨领悟，当前3D打印制作的PEEK医疗植入提已经用于临床。

3D打印PEEK产品

航空航天和汽车领域也是PEEK 3D打印很常见的市场。
增材制造使按需制造更高效、更轻便的定制零件成为可能，高性能材料的加入更加拓宽了干系运用。
PEEK将供应更高的耐磨性和耐温性，同时优化重量，这是此类领域的关键部件。
用PEEK制成的零件已经被送入太空，证明这种材料可以知足最苛刻的行业。

文章来源：增材制造技能前沿

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