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PEEK材料在3D打印技术市场的未来
来源:peek棒材供应商  作者:广昌塑业
《3D打印世界》讯/SmarTech近期出版的一份《聚合物及塑料3D打印》十年预测报告针对“高级热塑性塑料”市场作了分析,并预测未来十年PAEK(聚芳基甲酮)材料将迎来新的商业机遇,预计到2026年将占据3D打印聚合物材料19%的利润,但在整个专业级/工业级聚合物3D打印设备市场中,只占据>8%的份额。最近,一些初创企业像意大利Roboze、德国INDMATEC推出了非常经济的基于先进热塑性塑料丝材的挤出系统,主要就是针对PEEK材料的。
目前,ULTEM材料占据了3D打印先进热塑性材料的大部分市场份额,但是本身价格相对较高;而另一方面,Stratasys等一些厂商材料挤出设备的成熟和商业化,有利于增加PEEK/PEKK材料的使用,扩大这些材料的应用范围。

随着用于材料挤出和聚合物粉末床熔融技术的高级热塑性材料不断向市场普及开放,这些材料的增长将进一步依赖于特殊应用的开发。这些应用将可以替代高性能产品及行业中现有的金属结构与部件。因而,高级热塑性材料将很大程度上依赖于大众对3D打印这种生产工具的采纳程度。PEEK / PEKK一类材料的激光烧结性能已经积累了5年以上的商业级开发过程,其爆发会赶在高级热塑性粉末真正用于替代粉末融合方法之前的一段时间。如果实现了这一点,3D打印材料市场可能会发生非常显著的转变。

1.领先的制造商EOS已经将PEEK用于SLS 3D打印,PAEK聚合物可用于材料挤出的3D打印成型,但是目前主要用于粉末床熔融。EOS提供经过认证的PEEK材料(由Rauch开发),也是唯一一家提供通过认证的针对自家技术开发先进热塑性粉末的供应商。

2.PAEK聚合物一般应用于高成本的行业,比如用来制作一些拥有高强度、轻质以及高级几何形状的3D打印的高性能元件,目前主要用于航天航空、医疗,另外能源和国防领域也在持续拓宽应用。

3.SmarTech预计,采用PEEK/PEKK材料制作的医疗植入物会增加,美国牛津性能材料公司的SpineFab植入物产品就是对激光烧结PEKK部件承载能力的一次认证。在植入领域,钛合金占据主流地位已将近十年,但钛粉成本居高不下,让钛入物丧失了一部分竞争优势;而最近,一些研究表明PEKK材料的植入物不仅能带来合适的承载强度,整体质量也较轻。第一代PEEK材料3D打印技术:微热环境技术

第一代的PEEK材料3D打印技术,主要采用80℃~140℃的微热环境技术去适当降低在打印过程中PEEK材料冷却的收缩,这种技术是目前市面上的普遍技术,主要的代表公司有德国Apium公司、德国Indmatec公司等,但是目前这种技术对于材料冷却收缩的降低效果有限,往往难以完成100mm*100mm*100mm尺寸以上的密实PEEK制件的有效制造。

第二代PEEK材料3D打印技术,主要采用300℃左右的超高温环境来大幅降低在打印过程中PEEK材料冷却时的收缩,但是,这一代的技术也存在一定的缺陷,即打印完成后,PEEK制件随着箱体冷却时会发生二次收缩变形,或者积累大量的内应力。

第三代PEEK材料3D打印技术,该技术基于PEEK材料高分子链聚集态可控机理,在很大程度上解决了PEEK材料的收缩翘曲问题,成形尺寸可达300mm*300mm以上,并且结合一定后处理工艺后,可以实现3D打印PEEK材料制件性能的可控,既可以成形为高韧性高塑性的产品,也可以成形为高强度高硬度的产品,甚至可以将两者结合一身,形成不同性能区域的功能性产品。

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