Pekk: Купить Филамент OMNI3D PEKK-A бежевый в Москве и всей РФ

PEEK, PEKK И ULTEM: 3D печать инженерными пластиками

В 1869 году Джон Уэсли Хайятт изобрёл первый в мире синтетический полимер. Это был переломный момент, до которого люди использовали альтернативные материалы и всячески выступали за повторное использование различного сырья, то есть вторпереработку. Очень хорошо, что эта тенденция в настоящее время также становится все более актуальной. В 2015 году, по статистическим данным, в мире было произведено больше 320 млн. тонн различных полимеров, при этом не берутся в расчет волокна. Большую часть этих полимеров используют в автомобильной отрасли с целью повышения эффективности топлива, а также при производстве различной текстильной продукции и т.п.

Весьма любопытной разновидностью термопластов являются высокоэффективные полимеры, которые характеризуются постоянной эксплуатационной температурой превышающей 150 градусов по Цельсию. Доля этих полимеров на современной рынке всего 1%. Но они обретают все большую востребованность.

Данные полимеры активно используются в тех областях, где нужны химически стойкие жаропрочные, легкие, а также пригодные для вторпереработки материалы.

Абрахам Авалос, специалист канадской компании AON3D, занимается изучением отраслей промышленной 3D печати. В этой области применения аддитивных технологий широко используют достоинства высокопрочных термопластов таких как PEEK, PEKK И ULTEM. Все достоинства 3D печати и все преимущества высокоэффективных полимеров вкупе предоставляют возможность производства технические оптимизированных деталей, которые могут использоваться в самых жестких условиях.

В 80-х годах 20 века высокотемпературные пластики РAЕК (это семейство термопластов которые объединяет материалы PEEK, PEKK И ULTEM и т.п.) отличались высокой себестоимостью. В настоящее время они также стоят не дешево, но все же их цена намного меньше, чем у ряда производственных волокон.

Высокоэффективные полимеры

Абрахам Авалос утверждает, что высокопрочные термопласты способны сохранять стабильность при высоких температурах. Эти материалы являются стойки к химическому и радиационному действию. С точки зрения аддитивных технологий важна их совместимость со многими материалами, используемыми для печати поддержек. К тому же эти термопласты характеризуются высокой прочностью. Все свойства, которые были перечислены выше, делают данные материалы незаменимыми в нефтегазовой, аэрокосмической, атомной, морской, биомедицинской, автомобильной и других отраслях.

Ultem – это аморфный полимер. PEEK и PEKK являются поликристаллическими полимерами, хотя есть и другие аморфные разновидности данных материалов. Полимер PEEK характеризуется температурой стеклования 143 градуса по Цельсию, температура плавления данного материала равна 343 градусам по Цельсию.

Ряд высокоэффективных термопластов может противостоять также и терморазложению. Эти материалы сохраняют свои свойства в условиях сверхвысокого вакуума. Данное свойство будет крайне важным при производстве изделий, которые нужно будет стерилизовать при высоких температурах. Материал PEEK является долговечным, характеризуется великолепными механическими качествами и способен хорошо переносить нагрев. Благодаря этому материал крайне будет полезен в автомобильной отрасли. Он способен легко перенести высокую температуру, которая царит под капотом. Также PEEK позволяет печатать функциональные прототипы при минимальных затратах.

Сферы использования и характерные особенности высокоэффективных полимеров

PEEK – это в биологически совместимый термопласт. Его можно использовать в неврологии для контроля приступов эпилепсии, при болезни Паркинсона, травмах головного мозга и прочих операциях по имплантации. Этот рентгенпрозрачный материал является отличной альтернативой металлическим материалам, которые используются в ходе хирургических операций на позвоночнике.

Одной из ключевых характеристик термопластов является тепловое сопротивление. В производственных процессах играет большую роль способность выдерживания воздействия экстремальных температур. 3Д печать подразумевает переменчивую скорость кристаллизации. Во многом это будет определяться средой, где будет экструдироваться расплавленный полимер. Также на это будет оказывать влияние температура в камере, температура в сопле, а также конвекционные токи. Новый PEEK характеризуется температурой стеклования более 160 градусов, а температура плавления равна 332 градусам по Цельсию. При этом скорость кристаллизации материала будет ниже, чем у материала предыдущего поколения. Все это способствует облегчению контроля процесса печати, а также более крепкой и надежной адгезии слоев.

Специалисты уверены, что новые разновидности PEEK также сложнее поддаются кристаллизации, как и исходный полимер.

Термопласт Ultem характеризуется высокой стойкостью к термодеформации.  И большинству других аморфных полимеров для него характерна полупрозрачность, легкость взаимодействия с растворителями и адгезивными материалами благодаря особой химической структуре. Кроме того Ultem характеризуется более дешевой ценой в сравнении с другими высокопроизводительными термопластами. Для Ultem также свойственна огнестойкость и стойкость к различным растворителям.

Улучшение печати высокоэффективными полимерами

При печати высокоэффективными полимерами существует ряд основных проблемных моментов коими являются деформация и усадка. Усадка возникает в силу кристаллизации, так как она способна создавать высокое внутреннее напряжение, а это в свою очередь мешает межслойной адгезии. Высокоэффективные полимеры, такие как Ultem и PEEK, нуждаются в ходе печати в хорошо прогреваемой камере.

В настоящее время термопласты широко востребованы. Однако раньше, благодаря температурным перепадам, качественные изделия получить из них было крайне сложно. Из-за того, что аморфными полимерами можно печатать только при максимально возможных температурах, в камерах в этих случаях температура слоя будет максимально приближена к температуре стеклования. Нужно хорошо владеть особенностями камеры своего 3D принтера, чтобы прекрасно осознавать принцип ее взаимодействия с полимером. Если поддерживать слишком высокую температуру, то основной слой будет сильно прилипать к нагревательной платформе. В итоге будет сложно удалить деталь, а можно даже ее повредить. Если же платформа будет недостаточно нагрета, то слой будет наоборот не прилипать. В этом случае модель может деформироваться в середине процесса печати.

Порой высокопрочные термопласты по своим характеристикам, таким как вес, прочность, жесткость, превосходят даже металлы. Но их применение является невыгодным. Особенно, когда речь идет о массовом производстве, а также 3D печати изделий больших масштабов.

Если вы собираетесь печатать такими материалами как PEEK, PEKK И ULTEM, то важно, выбирая промышленный 3D принтер, обратить внимание на платформу, камеру и особенности нагревательных головок. Нагревательные головки должны достигать и даже чуть-чуть превышать температуру плавления высококристаллических высокоэффективных полимеров, а также намного превышать температуру стеклования этих полимеров. Это позволит добиться успеха при печати. Также следует отдать предпочтение тем 3D принтерам, которые оснащены жидкостной системой охлаждения. Это поможет продлить срок эксплуатации нагревательных головок и контролировать процесс размягчения филамента. Не менее важным моментом будет и циркуляция воздуха в камере. Благодаря этому показателю можно добиться идеальных изотермических условий.

Покупателям 3D принтеров для печати высокопрочными термопластами PEEK, PEKK И ULTEM следует также внимательно отнестись к изучению вопроса о программных инструментах, к примеру, выбору 3D слайсера. Рекомендуется уделить внимание и освоению удаленного управления 3Д принтером.

Essentium выпустил филамент из тугоплавкого инженерного пластика PEKK

Новости

Подпишитесь на автора

Подписаться

Не хочу

2

Техасский разработчик и производитель 3D-принтеров Essentium добавил в фирменный ассортимент филамент из тугоплавкого конструкционного термопласта полиэфиркетонкетона (ПЭКК, PEKK).

Как и более известный полиэфирэфиркетон (ПЭЭК, PEEK), ПЭКК обладает высокой прочностью, размерной стабильностью, тепловой, химической и огневой стойкостью. Основное преимущество перед ПЭЭК заключается в более низкой степени кристаллизации. Оба полимера попадают в категорию полукристаллических, но ПЭКК более близок по свойствам к аморфным полимерам. На практике это означает, что ПЭКК менее склонен к деформациям из-за термоусадки.

Ввиду высокой температуры стеклования для работы с ПЭКК тоже требуются высокотемпературные аддитивные системы с температурой экструзии в диапазоне 340-400°C. В плане химической стойкости ПЭКК выигрывает у еще одного популярного в промышленной среде конструкционного термопласта — полиэфиримида, наиболее известного под брендом Ultem саудовской химической компании SABIC.

Филамент Essentium PEKK изготавливается из сырья французской химической компании Arkema — смолы Kepstan 6002. Параллельно с новым филаментом Essentium предлагает и новую аппаратную разработку — высокотемпературный FDM 3D-принтер HSE 280i HT с «настоящей» кинематикой IDEX. В отличие от других аддитивных систем с IDEX, этот аппарат использует независимое позиционирование экструдеров как по оси X, так и по Y. Такая схема позволяет печатать не только два идентичных или зеркальных изделия одновременно, но и детали совершенно разной формы. Для работы с тугоплавкими пластиками система оснащена высокотемпературными хотэндами и термокамерой с активной регулировкой фоновой температуры.

«Такие отрасли, как аэрокосмическая и автомобильная, хотят от аддитивных технологий сокращения сроков производства без ущерба качеству. Наша открытая аддитивная экосистема, сочетающая ряд высокоэффективных материалов, таких как PEKK, с возможностями HSE 280i, дает отраслевым игрокам уникальную возможность быстрого производства сложных деталей для экстремальных эксплуатационных условий. Эти инновации в сфере аддитивных технологий кардинально меняют правила игры среди производителей, стремящихся к повышению эффективности и сокращению сроков вывода продуктов на рынок», — прокомментировал вице-президент компании Essentium Брэндон Суини.

Подробная информация о предложениях компании Essentium доступна на официальном сайте.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу [email protected].

PEKK

ПЭКК

Essentium

Подпишитесь на автора

Подписаться

Не хочу

2

Все, что вам нужно знать о PEKK для 3D-печати

Опубликовано 13 мая 2020 г. автором Carlota V.

Полиэфиркетонкетон, более известный под аббревиатурой PEKK, представляет собой полукристаллический термопласт, который все чаще используется в аддитивном производстве. рынок. Его часто сравнивают с PEEK, но он принадлежит к тому же семейству — семейству PAEK, известному своими механическими и химическими свойствами. Легче печатать, чем PEEK, в частности, благодаря более низкой скорости кристаллизации, PEKK в основном встречается в виде нити, совместимой с высокотемпературными машинами, а также в виде порошка для очень ограниченного числа 3D-принтеров SLS. Тем не менее, это по-прежнему очень технологичный и дорогой материал, который в основном используется в таких требовательных отраслях, как аэрокосмическая или нефтегазовая промышленность. Итак, каковы характеристики PEKK в 3D-печати?

PEKK был впервые разработан и выпущен на рынок в 1988 году компанией Dupont для аэрокосмической отрасли. Затем, в начале 2000-х, его состав был улучшен компанией Oxford Performance Materials, которая была приобретена Arkema в 2009 году. Его состав очень близок к составу PEEK, в основном состоящего из кетона и эфира. Основное различие между этими двумя высокоэффективными материалами заключается в соотношении эфир/кетон: в PEKK больше кетоновых связей, которые более гибкие, чем эфирные связи. В частности, это увеличивает жесткость полимерных цепей, повышая тем самым температуру стеклования (температуру, при которой полимер начинает размягчаться) и температуру плавления. Отметим также, что это соотношение не является единственным отличием. Действительно, положение кетоновых связей в его ароматическом кольце может варьироваться, что позволяет изменять температуру плавления и скорость кристаллизации.

Положение кетоновых связей можно изменить | Кредиты: Arkema

Говоря конкретно, PEKK имеет более низкую скорость кристаллизации и поэтому может рассматриваться как аморфный полимер. На него меньше влияет охлаждение, что позволяет ему лучше прилипать к лотку, избегая явления коробления. Это делает его более легким материалом для печати, чем PEEK. Он также имеет лучший внешний вид и лучшие свойства износа и трения.

Свойства и применение PEKK

PEKK имеет очень хорошую стойкость к истиранию и химическому воздействию. Фактически, он способен противостоять многим жидкостям, таким как бензол, хладагент, используемый в автомобильной промышленности, или даже многим спиртам. Этот материал также обладает очень хорошей диэлектрической стабильностью и изоляционными свойствами, что является ключевым преимуществом в области электроники. Наконец, PEKK негорюч и не выделяет токсичных паров. Что касается характеристик печати, то температура экструзии PEKK обычно составляет от 340 до 360°C, и для этого также потребуется нагревательная пластина и обогреваемая камера. Предварительные условия в основном такие же, как и для PEEK, за исключением того, что температура экструдера немного ниже.

Что касается применения, PEKK очень популярен в аэрокосмической и автомобильной промышленности, а также в нефтегазовой промышленности благодаря своей устойчивости к давлению и высоким температурам. Этот материал имеет высокое соотношение веса и прочности, что делает его идеальным решением для изготовления стратегических деталей в авиации, где снижение веса является ключевым фактором для оптимизации характеристик. Кроме того, доступен PEKK, армированный углеродным волокном, что повышает его жесткость и легкость.

Сегодня химическая компания Arkema является крупнейшим производителем PEKK для аддитивного производства, будь то экструзия нити или порошковое спекание – возможно, вы знакомы с ее торговой маркой PEKK Kepstan®. Lehvoss Group также работает над разработкой гранул для дизайна нити, они только что выпустили свой LUVOCOM 3F PEKK, который доступен в виде гранул. Некоторые производители материалов для 3D-печати предлагают эту высокотемпературную нить: французская компания KIMYA с ее PEKK-A, а также Nanovia, 3DXTech и 3D4Makers. Если мы посмотрим на цены, 500-граммовая шпуля легко может стоить до 400 евро или даже 500 евро, если она армирована углеродным волокном. Что касается порошка, EOS в настоящее время является единственным производителем машин SLS, совместимых с PEKK, — ее совместимой машиной является EOS P 810.

Вы когда-нибудь использовали PEKK? Дайте нам знать в комментариях ниже или на наших страницах Facebook и Twitter! Не забудьте подписаться на нашу бесплатную еженедельную рассылку со всеми последними новостями в области 3D-печати, доставляемыми прямо на ваш почтовый ящик!

*Изображение на обложке предоставлено 3DGence

Серия полимеров Kepstan® PEKK | Материалы Arkema Extreme

Kepstan ^® PEKK, новое решение для экстремальных условий.

Кепстан 9Смолы 0034 ®  PEKK (полиэфир-кетон-кетон) изготовлены из специальной комбинации двух мономеров (терефталоильная и изофталоильная части слева и справа соответственно).

Экстремальные характеристики…

Полимеры Kepstan® PEKK предназначены для применений, требующих экстремальных характеристик, обычно в сочетании нескольких категорий.

• Отличные характеристики при высоких температурах – температура непрерывного использования 250–260°C, кратковременное воздействие до 300°C
• Очень высокая жесткость, прочность на растяжение и сжатие, ударопрочность
• Отличные свойства сопротивления горению — огнестойкость по своей природе, низкий уровень дымообразования
• Низкая дымовая токсичность
• Устойчив практически ко всем органическим и неорганическим химическим веществам (чувствителен только к очень агрессивным реагентам, таким как дымящаяся серная и азотная кислота, хлористый метилен)
• Высокая диэлектрическая прочность — хорошие изоляционные свойства
• Высокое напряжение пробоя
• Превосходные барьерные свойства (CO2, h3S и т. д.)
• Превосходный контроль скорости износа и коэффициента трения (COF)

… Которые можно точно настроить / адаптировать

В отличие от некоторых других членов семейства полимеров PAEK (полиарилэфир-кетон), полимеры Kepstan ^® PEKK компании Arkema обладают широкими возможностями индивидуальной настройки с точки зрения производительности. Arkema достигает этой индивидуальной или тонкой настройки, тщательно балансируя соотношение терефталевых («Т») и изофталевых («I») мономеров. Контроль этого соотношения «T/I» позволяет Arkema производить марки с диапазоном скоростей кристаллизации и температур плавления  в зависимости от целевого метода производства конечной детали, а также предполагаемого конечного использования самой детали.

Еще одним аспектом дизайна полимеров является специальный контроль молекулярной массы Arkema , позволяющий использовать марки с очень специфическими индексами объема расплава (от высокотекучих до высоковязких).

Затем эти марки опционально наполняют добавками, повышающими эффективность, такими как стекло или углеродные волокна или углеродные нанотрубки.

Результатом стал ассортимент марок, которые можно экструдировать, 3D-печатать (избирательное лазерное спекание и изготовление сплавленных нитей), наносить порошковое покрытие, литье под давлением, ротационное формование или пропитывать однонаправленными композитными ленточными волокнами. Определенные марки, полученные с помощью определенных процессов, могут быть дополнительно оптимизированы за счет тщательного выбора условий последующей обработки или отжига .

PEKK по сравнению с PEEK: По сравнению со смолами PEEK, Kepstan 9Смолы 0034 ® PEKK обычно обладают более высокими температурными характеристиками (более высокая Tg, а иногда и Tm), значительно более высокой прочностью на сжатие, более широким диапазоном индивидуальных свойств, улучшенными барьерными характеристиками и лучшим контролем коэффициента трения.