新型PAEK工程聚合物，專為增材制造而生
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聚合物生產(chǎn)商英國(guó)Victrex公司正在開發(fā)新型增材制造材料(AM)。第一種是高強(qiáng)度聚芳基酮（PAEK）激光燒結(jié)（LS）材料，這種材料可以降低刷新率，從而改善未燒結(jié)粉末的回收利用效果。第二種是纖維絲，它的Z向抗拉強(qiáng)度要比現(xiàn)有的PAEK材料更好，而在絲融合（FF）方面又具有更好的打印性。該技術(shù)的詳細(xì)報(bào)告將于2018年9月在英國(guó)艾克斯特大學(xué)增材制造中心(CALM)的雙年度增材制造會(huì)議上公布。
Victrex公司的CEO Jakob Sigurdsson評(píng)論道：“這些新型PAEK材料在增材制造領(lǐng)域中的應(yīng)用，標(biāo)志著我們已經(jīng)邁出了決定性的一步，甚至可以為航空航天、醫(yī)療和電子在內(nèi)的諸多領(lǐng)域帶來(lái)變革。而取得這一突破性進(jìn)展離不開Victrex公司持續(xù)密集的研發(fā)，以及與其它機(jī)構(gòu)的合作，而這些機(jī)構(gòu)在增材制造領(lǐng)域取得了許多創(chuàng)新成果。通過(guò)這些合作，我們已經(jīng)看到了增材制造材料處理過(guò)程的演示部分，通過(guò)與高性能材料的結(jié)合再增加設(shè)計(jì)靈感，我們有信心創(chuàng)造出真正的創(chuàng)新部件。”
這種技術(shù)可以利用增材制造的優(yōu)勢(shì)降低成本，縮短上市時(shí)間，并且可以生產(chǎn)傳統(tǒng)制造無(wú)法生產(chǎn)的復(fù)雜部件。市場(chǎng)上現(xiàn)有的PAEK材料雖然也在增材制造中有所使用，但大多數(shù)都是為了注塑成型等傳統(tǒng)制造方法設(shè)計(jì)的。因此這些材料的某些特性并不是特別適合增材制造。最初用于激光燒結(jié)的PAEK材料回收利用程度極低，并且還需要新的粉末刷新打印床，而用于絲融合的PEEK纖維層間粘合性較差，這也導(dǎo)致了Z向抗拉強(qiáng)度的降低。
由Victrex公司開發(fā)的新型聚合物顯示出了令人滿意的低刷新率（提升了未燒結(jié)粉的回收利用程度），并且在激光燒結(jié)中表現(xiàn)出類似的性能，具有良好的機(jī)械性能和可打印性。
Victrex公司的首席科學(xué)家John Grasmeder解釋說(shuō)：“在技術(shù)上取得的突破性進(jìn)展為PAEK材料在增材制造上的應(yīng)用鋪平了道路。新開發(fā)的聚合物使得激光燒結(jié)粉末的回收工作得以順利進(jìn)行下去，利用回收的粉末制造組件不會(huì)造成大的財(cái)產(chǎn)損失。我們相信，在運(yùn)行完之后，所有未燒結(jié)的粉末都可以重新利用。這將使得材料成本顯著降低，而目前的情況而言，高達(dá)40%的聚合物被浪費(fèi)，無(wú)法回收。”
Victrex正在領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)由公司和機(jī)構(gòu)組成的聯(lián)盟，并獲得了英國(guó)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)的資助，在2016年進(jìn)行了大量開拓性的研究和開發(fā)，推進(jìn)了增材制造技術(shù)，尤其是使得高溫價(jià)格低廉的聚合物復(fù)合材料用于增材制造航空領(lǐng)域。而該財(cái)團(tuán)的其他成員則包括空客集團(tuán)、EOS、CALM、E3D在線、HiETA技術(shù)、西南金屬加工中心以及3T-RPD。
新的Victrex PAEK纖維絲和粉末帶是由該聯(lián)盟的其它成員開發(fā)的。EOS最近發(fā)布了一個(gè)新的自動(dòng)化設(shè)備制造平臺(tái)，該平臺(tái)可進(jìn)行工業(yè)規(guī)模（EOS P500）的激光燒結(jié)，并具備在高溫下打印高性能聚合物的能力。該聯(lián)盟選取的材料將由EOS研發(fā)中心進(jìn)行評(píng)估，以便在EOS系統(tǒng)上進(jìn)行處理，并可用于EOSP500平臺(tái)。Victrex正計(jì)劃與合作伙伴E3D一起，繼續(xù)對(duì)一款新型PAEK纖維絲產(chǎn)品進(jìn)行商業(yè)測(cè)試。E3D最近推出了一種新的水冷式燈絲擠出機(jī)，專門針對(duì)這種新型的PAEK燈絲進(jìn)行優(yōu)化。
