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增材制造3D打印技术领域,PEEK和PAEK到底有何不同?

时间:2021-08-05 来源:远铸智能 作者:远铸智能 浏览量:677
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PEEK和PAEK聚合物是公认的世界上性能最高的热塑性塑料之一。全球高性能聚合物解决方案领导者最近推出的LMPAEK™(低熔点PAEK)产品,VICTREX AE™ 250单向带彻底改变了航空航天复合材料的性能,VICTREX AM™ 200线材重新定义了增材制造材料的Z向强度:随着这类新型PAEK(聚芳醚酮)产品先后推出,经常有人问,“这些产品属于PEEK吗?”“PEEK和PAEK有什么不同?”下面威格斯技术专家Dr.John Grasmeder来为大家详细剖析一下这些问题!01揭开PAEK(聚芳醚酮)的神秘面纱

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揭开PAEK(聚芳醚酮)的神秘面纱


要厘清这些问题,最简单的办法是将PAEK看作是一类聚合物的总称——它们由最小的芳基、醚基和酮基结构单元组成。

您可能会惊讶地发现,到目前为止,有文献记载的PAEK已经超过340种,但其中大多数为非晶材料,几乎没有什么工业应用价值。威格斯更专注于半结晶材料,它们能够赋予聚合物良好的耐化学腐蚀性、耐疲劳性、抗蠕变性和耐磨性。PEEK是广为人知的PAEK,对于高温条件下刚度和强度要求较高的应用来说,其所需的玻璃化温度也较高,因为当温度高于玻璃化温度时,聚合物即可从坚硬的玻璃态转变为柔软的高弹态。

3D打印技术


不过,还必须考虑另外一个因素:更高的熔点意味着聚合物必须在更高的温度下加工,这是具有挑战性的。通常情况下,PAEK的加工温度较其熔点高30-60°C。而实际上,如果温度远高于430°C,加工热塑性塑料就会变得很棘手。从上面的表格中可以发现一些非常有趣的现象:将测得的玻璃化温度(Tg)和熔点(Tm)用绝对温标(即开氏温标K)表示。当我们根据开氏温标计算Tg与Tm的比率时,发现它们之间的比率是恒定的,都是1.5:1。这是一条“不成文的规则”,我们称之为半结晶全对位PAEK。

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打破常规寻求新突破的LMPAEK™

威格斯在寻求突破的道路上选择了打破规则,希望在不降低玻璃化温度的情况下降低熔点,使客户能够在较低的温度下进行加工,同时保持材料的耐高温性能,并且改善这些聚合物的加工适用性。正是基于这一想法,威格斯最终研发出我们称之为“LMPAEK”的PAEK(即低熔点PAEK),并将其应用于VICTREX AE™ 250单向带和VICTREX AM™ 200线材。这些聚合物的Tm:Tg比通常较低,为1.35。这意味着熔点和加工温度降低了约40°C,但其玻璃化温度至少与PEEK一样出色。


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面向增材制造设计优化的VICTREX AM™ 200

人们普遍认为,采用半结晶PAEK材料制造的3D打印技术部件都存在层间结合不良的问题。这是因为打印完一层之后,通常要经过一段时间才能打印下一层。而此时,之前打印好的层已经结晶和冷却。这导致部件的Z向性能弱于X-Y平面的性能(有时只有13-25%),然而,采用VICTREX AM™ 200,可降低加工温度,并大幅延缓结晶速度。


图:INTAMSYS使用VICTREX AM™ 200制作的3D打印部件

通过远铸智能 3D打印设备测试结果证实VICTREX AM™ 200 相对于市场上同类产品,该材料成型的打印件层间结合力和尺寸稳定性表现尤为出色,更容易打印,更少的收缩和翘曲,也更适合熔融沉积打印工艺。


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