Как выбрать 3d принтер для печати PEEK

PEEK (полиэфирэфиркетон) – тугоплавкий пластик, который отличается:

• Термостойкостью. Максимальная температура длительной эксплуатации – 240 - 250°C
• Устойчивостью к горению. Класс воспламеняемости по стандарту UL94 – V0
• Низким коэффициентом трения, износостойкойстью
• Прочностью. Предел прочности при растяжении – до 105 МПа; предел прочности на изгиб – до 130 МПа
• Оптимальным соотношением прочности к весу. Плотность пластика – 1.3 гр/см³
• Химической стойкостью. Материал не теряет свойств при взаимодействии с кислотами, топливом, маслами, галогенированными растворителями
• Электроизоляционными свойствами

 

Вышеперечисленные характеристики PEEK позволяют использовать этот полимер для производства функциональных изделий в следующих отраслях промышленности – аэрокосмической, нефтегазовой, автомобильной, оборонной.

 

 

Особенности 3d печати PEEK

Обратной стороной высоких эксплуатационных свойств полиэфирэфиркетона является то, что этот материал крайне требователен к техническим характеристикам 3d оборудования и правилам обращения.

Правильный выбор 3d принтера для работы с PEEK зависит от понимания особенностей поведения этого полимера, главные из которых перечислены ниже.

Сушка PEEK пластика

PEEK быстро впитывает влагу, поэтому пластик обязательно необходимо просушивать до и во время печати.

Перед загрузкой филамента в 3d принтер его остаточная влажность должна быть ниже 0.02%. В противном случае, плавление PEEK будет сопровождаться образованием пены из за высокого давления паров при высоких температурах (температура плавления полимера составляет около 400°C).

Для предварительной просушки PEEK обычно используются печи с системой циркуляции воздуха. Стандартные температурные режимы сушки:

• 3 часа при температуре 150°C
• 5 часов при температуре 120°C

 

Непосредственно во время печати пластик также нужно хранить в специальных сушильных боксах. Высокотемпературные 3d принтеры, специально разработанные для работы с тугоплавкими полимерами, оснащены встроенными сушками, защищающими PEEK от влаги.

 

 

Подготовка платформы 3d принтера

3d печать из PEEK может сопровождаться трудностями с надёжной фиксацией модели на рабочем столе. Это объясняется внутренним напряжением, которое возникает из за перепада температур – в экструдере принтера полимер нагревается до 400-450°C, а затем попадает в среду с температурой 150-200°C.

Для улучшения адгезии PEEK к рабочей платформе используются специальные нано-полимерные клеи. Клей тонким слоем наносится на холодный и чистый стол принтера, затем оборудование выходит на рабочие температуры (происходит нагрев экструдера, платформы, камеры), и начинается печать. По завершении работы 3d принтера необходимо дождаться его полного остывания для безопасного извлечения изделия. 

Предотвращение усадки и расслоения

Как упомянуто выше, при работе с полиэфирэфиркетоном нужно учитывать внутренние напряжения, возникающие в изделии в случае его нахождения в неправильной температурной среде.

Перепад температур может привести не только к отрыву детали от стола, но и к другим деформациям – короблению, плохой межслоевой адгезии, снижению механических свойств. Избежать этого можно поддерживая температуру в области построения на уровне температуры стеклования PEEK пластика (около 150°C в зависимости от производителя материала).

По этой причине в высокотемпературных 3d принтерах для печати PEEK реализован принудительный нагрев всей рабочей камеры. Эта функция обеспечивает низкий коэффициент усадки, соблюдение точности геометрии, оптимальные механико-температурные характеристики модели. 

Отжиг деталей, напечатанных из PEEK пластика

Полиэфирэфиркетон обладает полукристаллической структурой. По мере повышения степени кристалличности PEEK улучшаются и его характеристики. Кристалличность, в свою очередь, зависит от скорости охлаждения, так как молекулярным цепям требуется некоторое время на выравнивание.

Отжиг – процесс термической постобработки, который позволяет оптимизировать кристаллическую структуру пластика, избавиться от остаточных внутренних напряжений, улучшить стабильность размеров детали при высоких температурах. Отжиг производится в специальных печах и состоит из следующих этапов:

• Подогрев изделия до температуры 200°C
• Нахождение изделия при температуре в 200°C на протяжении часа
• Постепенное снижение температуры – на 10°C в час
• Отключение нагрева по достижении температуры 140°C
• Извлечение изделия после остывания до комнатной температуры

3d принтеры для печати PEEK пластиком

Несмотря на большое разнообразие имеющихся сегодня 3d принтеров, оборудование, способное демонстрировать качественные и стабильные результаты при работе с тугоплавкими полимерами, всё ещё является штучным продуктом.

К базовым характеристикам, которыми должен обладать 3d принтер для PEEK, относятся:

• Наличие высокотемпературных экструдеров, способных достигать температуры плавления полимера (400 - 450°C)
• Подогреваемая, как минимум, до 140°C рабочая платформа
• Активная термокамера с подогревом не менее чем до 120°C
• Встроенные сушильные боксы для пластика

 

Creatbot PEEK-300

Creatbot (КНР) – производитель профессиональных 3d принтеров по пластику. История компании берёт своё начало в 2011 году, на сегодняшний день успешно поставлены тысячи машин по всему миру, в том числе, в России.

В линейке производителя представлена модель, предназначенная для работы с тугоплавкими пластиками  - высокотемпературный 3d принтер PEEK-300.

Область построения машины составляет внушительные 300*300*400 мм. Принтер поддерживает высокие рабочие температуры, необходимые для печати PEEK:

• Температура экструдера - 500°C
• Температура рабочей платформы - 200°C
• Температура нагрева камеры - 120°C
• Встроенный отсек для сушки пластика - 45°C / 65°C

 

Отличительной особенностью Creatbot PEEK-300 является невысокая стоимость для оборудования такого класса – цена принтера составляет около 1 млн. руб.

3d принтер обладает открытой системой настроек печати. Это позволяет использовать пластики любых производителей, в том числе, российских.

Таким образом, 3d принтер Creatbot PEEK-300 – решение, доступное не только крупным промышленным предприятиям, но и представителям малого и среднего бизнеса.

3ntr Spectral 30

3ntr (Италия) – компания, специализирующаяся на выпуске промышленных 3d принтеров. Производитель предлагает комплексное решение для обеспечения стабильной работы – вместе с установками для 3d печати поставляются фирменные пластики 3ntr, программное обеспечение и дополнительное оборудование.

3d принтер Spectral 30 считается старшей моделью в линейке производителя, благодаря поддержке печати PEEK. Размер рабочей камеры установки - 300*300*300 мм.

Аппарат оборудован четырьмя экструдерами, в каждый из которых может быть загружен  отдельный тип пластика. Это позволяет изготавливать самые сложные изделия и обеспечивает удобство эксплуатации:

 

• За один цикл печати принтер способен выполнить композитное изделие, состоящее из двух модельных пластиков. Например, возможна одновременная печать твердым и эластичным полимером.
• Возможна печать тугоплавкими полимерами двух разных цветов. Это позволяет акцентировано наносить на изделие дополнительную информацию в виде текста или геометрических знаков
• Свободные экструдеры могут выполнять роль запасных. Например, в случае окончания пластика в одном блоке печати, принтер переключается на другой, избегая простоя. Или же, при переходе на другой тип пластика нет нужды перезагружать и прочищать от остатков полимера экструдер, достаточно просто перейти на свободный.

 

Точность соблюдения геометрии и оптимальные механические свойства изделий из PEEK обеспечиваются благодаря высоким температурным режимам принтера, на которые он выходит в течение 30-45 минут:

• Температура экструдера - 500°C
• Температура рабочей платформы - 300°C
• Температура рабочей камеры - 250°C
• Температура сушки пластика - 110°C (4 встроенных сушильных модуля Vento)

 

Программное обеспечение 3ntr содержит в себе готовые профили с настройками печати для каждого из пластиков производителя. Принтер оснащён автоматической системой калибровки, интуитивно понятным сенсорным дисплеем управления, встроенной веб-камерой для удаленного контроля за печатью.

Функциональные возможности Spectral 30 говорят о назначении этой установки – принтер используется для промышленного производства функциональных изделий, способных выдерживать экстремальные нагрузки. При этом системы автоматизации работы обеспечивают удобство эксплуатации и снижают риск допущения брака из-за человеческого фактора.

Компания Jetcom – профессиональный дистрибьютор 3d оборудования

Мы специализируемся на поставках профессиональных и промышленных 3d принтеров по пластику, фотополимеру, металлу. Мы поддерживаем прямые отношения с нашими поставщиками, благодаря чему предлагаем выгодные условия поставок оборудования и высокое качество сервисного обслуживания.

По вопросам подбора высокотемпературных 3d принтеров для печати PEEK, пожалуйста, обращайтесь к нашим специалистам.