PEEK(PEEK)是一種半晶態(tài)聚合物,具有良好綜合性能的特種工程塑料。由于其高熔點(diǎn)(343°C)和優(yōu)良的力學(xué)性能,生物相容性也非常好,是目前研究較熱門(mén)的3D打印材料。在這里,我們將會(huì)講述這一高性能聚合物的特性和一般應(yīng)用。
一、聚醚醚酮(PEEK)特點(diǎn)
耐熱性:PEEK具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg=143℃)和熔點(diǎn)(Tm=334℃),其負(fù)載熱變形溫度高達(dá)316℃,長(zhǎng)期使用溫度260℃,瞬時(shí)使用溫度可達(dá)300℃??垢g性能:PEEK除濃硫酸外不溶于任何溶劑,化學(xué)穩(wěn)定性極高。
易加工性:由于PEEK具有高溫流動(dòng)性好、熱分解溫度高的特點(diǎn),所以可采用多種加工方法,如注射成型、擠出成型、模壓成型、熔融紡絲等。力學(xué)性能:PEEK具有較好的韌性和剛度,它具有與合金材料相當(dāng)?shù)膬?yōu)異的抗疲勞性能,電性能:PEEK具有高體積電阻率和表面電阻率,在寬的溫度范圍和環(huán)境變化下能承受各種頻率的交流電位場(chǎng),并保持良好的絕緣性能。耐候性能:良好的耐候性,可用于制造要求嚴(yán)格的工作環(huán)境或經(jīng)常需要耐殺菌處理的部件。
PEEK的應(yīng)用領(lǐng)域
PEEK因其優(yōu)異的綜合性能,在許多特殊領(lǐng)域可替代金屬、陶瓷等傳統(tǒng)材料,成為當(dāng)今最熱門(mén)的高性能工程塑料之一,目前主要應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)工業(yè)、電子電氣、醫(yī)療機(jī)械等行業(yè)。
1、汽車(chē)及其他運(yùn)輸機(jī)械領(lǐng)域
歐洲PEEK樹(shù)脂增長(zhǎng)最快的是汽車(chē)零部件產(chǎn)品市場(chǎng),尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)周邊零部件、變速傳動(dòng)部件、轉(zhuǎn)向部件等,用PEEK塑料替代了一些傳統(tǒng)的高價(jià)金屬作為制造材料。隨著汽車(chē)工業(yè)對(duì)微型化、輕量化和降低成本的要求,對(duì)PEEK樹(shù)脂的需求將繼續(xù)增加。在歐洲,有44個(gè)零件用PEEK塑料替代傳統(tǒng)的金屬制品。
3、辦公用機(jī)械零件
對(duì)影印機(jī)上的分爪、特殊耐熱軸承、鏈條、齒輪等,采用PEEK樹(shù)脂代替金屬,可使零件輕量化、抗疲勞,并能做到無(wú)油潤(rùn)滑。
4、纖維場(chǎng)
PEEK纖維(包括單絲)工業(yè)濾布、工業(yè)用刷子等產(chǎn)品。PEEK纖維在復(fù)合材料領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)在于其熱塑性和耐高溫性能。除了耐高溫外,工業(yè)用濾布和工業(yè)用刷子的魅力在于其耐化學(xué)腐蝕和耐磨性能。
5、醫(yī)學(xué)分析儀器領(lǐng)域
PEEK可耐反復(fù)高壓滅菌,在醫(yī)療器械中可用于制造內(nèi)窺鏡零件、牙科除垢器等。此外,PEEK因其高強(qiáng)低溶出性而被用于儀器分析的液相色譜柱、管、附件等。另外,由于PEEK與人體有良好的相容性,作為人工骨材料已成功地取代了傳統(tǒng)的鈦金屬。
由于3D打印機(jī)可以提高噴嘴的溫度和加熱床,使用PEEK的3D打印技術(shù),可以構(gòu)造更加復(fù)雜的設(shè)計(jì)幾何,而這種設(shè)計(jì)不能用其他技術(shù)制造。由于其吸濕性較低,尤其是與ABS等常用材料相比較,因而對(duì)熔融沉積成型(FDM)同樣適用。
這里有一些使用PEEK進(jìn)行3D打印時(shí)需要記住的一些技巧
注意使用PEEK打印時(shí),用戶有時(shí)會(huì)出現(xiàn)黑斑。盡管造成這種情況有很多原因,但最常見(jiàn)的原因是使用的打印材料不純,或者3D打印機(jī)無(wú)法處理所需的溫度。
如果使用PEEK材料打印時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)不適當(dāng)?shù)慕Y(jié)晶現(xiàn)象。若印刷的部分顏色不同,如棕色變色而非預(yù)想的米色,則可能表示結(jié)晶有誤。也許是因?yàn)樵谟∷⑦^(guò)程中溫度的波動(dòng)。
在不使用PEEK3D打印的干燥地點(diǎn)存放絲材時(shí),應(yīng)將材料放入袋內(nèi),存放在陰涼、干燥、黑暗的地方。這樣,材料的質(zhì)量就能得到很好的打印效果。