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PEEK 碳纤维复合材料3D打印零部件

所属分类:新闻动态 | 浏览次数:0 | 发布日期:2016-07-22 17:08:32

Impossible Objects公司是世界上第一个复合型3D打印的制造者,将更强的材料比如碳纤维、芳纶(Kevlar)和玻璃纤维运用到增材制造中,实现更快的建造速度,较强的机械性能,使得其拥有比其他的3D打印技术更广泛的应用空间,同时还满足那些不可能通过传统加工方式来加工的复杂几何形状的复合材料制造技术。

  近期,在Impossible Objects 的3D打印复合材料零部件家族中,又增加了一个新成员—PEEK 碳纤维复合3D打印零部件。本期,3D科学谷将与谷友共同了解一下这个新成员。

  强度接近金属

  CBAM 3D打印技术

  Impossible Objects的CBAM技术类似于熔融沉积成型(FDM)技术,但是,与FDM直接在一个空的打印床上层积材料不同,该技术在一种纤维板上打印。通过这种打印工艺中,打印机的喷头将聚合物粉末堆叠起来,并用内置热源把它们融合在一起。最后,由一名技术人员将不需要的材料移除,打印过程就完成了。CBAM 打印过程中可以使用多种类型的聚合物粉末,从而产生不同的复合材料。

  图片1 来源:Impossible Objects

  零部件性能

  通过CBAM 技术和复合材料3D打印的零部件性能可以和金属零部件相媲美。Impossible Objects最新推出的PEEK碳纤维复合 3D打印零部件,比铝质零部件(6061-T6)轻50%,强度相当于铝质零部件的三分之二。此外,PEEK 碳纤维复合零部件可以回收利用,减少浪费。

  

  图片2:3D打印的PEEK 碳纤维复合股骨柄植入物

  图片来源:3ders.org

  Impossible Objects 公司的3D打印PEEK 碳纤维复合零部件可以应用在航空航天、国防、油田服务、汽车、医疗等行业。相比使用热塑性材料3D打印出来的零部件,这类零部件强度要高2倍—10倍。与同样具有气密性、水密性的尼龙碳纤维材料相比,PEEK碳纤维材料的拉伸强度更强。尼龙碳纤维3D打印零部件的拉伸强度为拉伸强度为150兆帕,耐热性为120°C,而 3D打印PEEK碳纤维零部件的拉伸强度为 205 MPa,耐热性为250°C。

  Impossible Objects 公司的CEO 表示,传统方式的3D打印塑料零部件无论是在耐高温方面,还是强度方面都是无法与金属零部件相比。但Impossible Objects 3D打印的零部件比一些金属零部件拥有更高的强度-重量比。Impossible Objects的目标是让3D打印成为更高体积、轻量化、高性能零部件的主流制造技术。Impossible Objects 近期研发的3D打印PEEK 零部件正是为实现这个目标所做的努力。

  3D科学谷Review

  PEEK 是一种高分子聚合材料,因其具有良好的生物相容性已被应用于医疗领域。但受到力学强度的限制,纯PEEK 材料在医疗领域的应用也受到一定限制。PEEK的复合碳纤维材料,通过复合碳纤维增强了PEEK 的力学性能,有望成为骨科植入物制造的新材料。对于PEEK复合碳纤维材料的生物相容性,国内已有学者对该材料与骨科植入物常用的钛合金材料进行了对比、分析,结果表明该材料是一种安全的非金属植入性材料。 通过图片2我们可以看到,Impossible Objects 公司已在PEEK 碳纤维复合材料骨科植入物领域进行了探索,PEEK 碳纤维复合3D打印技术是否能够在骨科植入物制造领域有所作为呢?让我们保持关注。

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