Alternativa k nahlédnutí

Průmyslové aplikace pro inženýrské termoplasty, jako jsou PC a vysoce výkonné termoplastiky, jako je PEEK. Ve formě 3D tištěného vlákna nabízejí tyto materiály lehkou alternativu k kovem, jako je ocel a hliník v průmyslových odvětvích, jako je letecký askok a energie. Posílení těchto vysoce výkonných plastů s přísadami může dále zlepšit jejich výkon. Například uhlíková vlákna zkratky přidávají sílu a tuhost a mohou být přidána k nízkým až středním inženýrským plastům a vysoce výkonným plastům. Dokud tryska 3D tiskárny zvládne abrazivní materiály, lze tyto kompozity vytisknout stejně jako běžné termoplasty. Hlavní nevýhodou vysoce výkonných kompozitů, jako je vyztužený peek, jsou vysoké náklady na požadovaný hardware 3D tisku. Tyto materiály vyžadují extrémně vysoké teploty extruze a komory a cena správného hardwaru (často v šestimístném rozsahu) často kompenzuje celkové nákladové výhody plastové 3D tiskové technologie.

Co je PPS?

Polyfenylenovou sulfid (PPS) je polokrystalický termoplastický termoplastický, který lze kategorizovat jako vysoce výkonný plast spolu s materiály, jako je peek a pei. ve srovnání se standardními a inženýrskými termoplastikami a je zpomalující hoření. Jeho nejžádanější vlastností je však její vynikající chemická odolnost: PPS je rezistentní vůči mnoha kyselinám, bázem, rozpouštědlům a některých silných oxidačních činidlech (za určitých podmínek). U silných oxidizér, jako je oxid chlorda, mohou být vyžadovány povlaky nebo obložení. Vzhledem k žádoucím vlastnostem a příznivé ceně ve srovnání s PEEK má PPS širokou škálu aplikací v různých průmyslových odvětvích. Díky jeho mechanickým a chemickým vlastnostem je užitečným při automobilovém, energetickém a chemickém zpracování, zatímco jeho zpomalení hoření a samo-examingushingové vlastnosti z něj činí materiál volby pro elektrické a elektronické komponenty, jako jsou zařízení SMT, motorové pouzdra a těsnění tranzistoru. PPS se často používá nejen z termoplastického hlediska, často se používá jako skutečná alternativa k kovům, jako je ocel a hliník. Jeho tepelná stabilita a vynikající chemická odolnost umožňují její použití v drsném chemickém prostředí, zatímco její odolnost vůči korozi a účinky automobilových tekutin je pozoruhodné. PPS jako kompozitní materiální pořadí ke zvýšení pevnosti a tuhosti, PPS lze posílit takovými přísadami aditivami jako zkratka uhlíková vlákna nebo skleněná vlákna za vzniku kompozitů. Ve skutečnosti se PPS častěji prodává jako „naplněný“ materiál než neobsazený. Podle vědců „přidání uhlíku může výrazně zlepšit mechanické vlastnosti, tribologické vlastnosti, strukturální integritu po ohni a elektrickou/tepelnou vodivost směsí a kompozitů PPS.“

PP vyztužené z uhlíkových vláken lze použít v aplikacích podobných neobsazenému PPS. Vylepšené mechanické vlastnosti však z něj činí vhodný materiál pro komponenty, jako jsou nástroje, přípravky a příslušenství. Kompozity jsou zvláště vhodné pro průmyslovou výrobu aditiv FFF, protože tyto 3D tiskárny nejsou schopny tisknout materiály, jako je čisté uhlíkové vlákno.

3D tisk PPS

PPS, jak neobsahující, tak ve složené formě, nabízí poměrně životaschopný způsob 3D tisku vysoce výkonných termoplastických částí. To je umožněno jeho teplotou tisku přibližně 320 ° C, což je vysoká, ale ne extrémně vysoká.

Zatímco teplota vytlačování 320 ° C je nad rámec schopností většiny 3D tiskáren FFF, je výrazně nižší než ~ 400 ° C požadované pro 3D tisk nahlédnutí. (PEEK také vyžaduje velmi vysoké teploty komory.) V důsledku toho jsou části PPS méně odolné teploty než díly peek, ale stále mohou být použity v náročných aplikacích až do 230 ° C. Typ 3D tiskárny potřebné k tisku PPS je někde mezi tiskárnou FFF v průmyslové třídě a specializovanou vysokoteplotní tiskárnou FFF. Spolehlivé tiskárny pro výrobu stojí kolem 10 000 $, zatímco nejmodernější stroje s vysokým teplotou, jako je Stratasys Fortus 450mc, stojí kolem 150 000 USD, což může být pro malé a střední podniky neúměrně drahé. Při tisku PPS vyztužené uhlíkové vlákny musí být kromě teploty zvážena trvanlivost tiskové hlavy, protože zkratka jsou vlákna abrazivnější než termoplastický substrát, a proto mohou poškodit obyčejný mosazný hardware. Vhodným povrchem sestavení pro PPS je PEI list, s tiskovým lůžkem zahřívaným na přibližně 80 ° C. Pro komplexní 3D tištěné díly PPS vytištěné na duálních extrudérech je materiál kompatibilní s materiálem PVA. 3D tištěné PPS vyztužené uhlíkovým vláknem je vhodné pro aplikace, jako je funkční prototypování, nástroje pro formování a další procesy a výrobní pomůcky, jako jsou příslušenství. Průmyslová odvětví využívající zesílené filamenty PPS zahrnují automobilový průmysl, železnice a letecký průmysl. Nové vysoce výkonné a nízkonákladové výrobní systémy aditiv umožňují více uživatelům 3D tisk s PPS. Například Ultimaker Factor 4, který začíná přepravovat v květnu 2024, je vybaven vysoce tiskovým jádrem rezistentním na oděr schopné tisknout při teplotách až do 340 ° C-dost na tisk PPS vyztužených uhlíkových vláken a mnoho inženýrských termoplastik. Moderní systémy, jako je faktor 4, jsou jedinečné v tom, že jsou umístěny na středním trhu. Navzdory své schopnosti tisknout skutečně vysoce výkonné materiály, jako jsou PP vysílané z uhlíkových vláken, je faktor 4 cenu více podél typické 3D tiskárny pro 3D pro 3D na trh než vysokoteplotní 3D tiskárna. Pro uspokojení potřeb uživatelů v průmyslových odvětvích, jako je elektronika a automobilový průmysl, si Ultimaker také vyvinul svůj vlastní kompozitní materiál, Ultimaker PPS CF, konkrétně pro použití s ​​faktorem 4. Materiál nabízí konzistentní tok a ideální vlastnosti materiálu, formulovaný tak, aby poskytoval vysoký výkon, který poskytuje vysoký výkon a snadnost tisku. Kombinace tiskárny a materiálu také dosahuje vynikající přesnosti rozměru s minimálním smršťováním ve srovnání s PEEK. Stejně jako jiné materiály PPS z uhlíkových vláken je ultimaker PPS CF vysoce doporučován pro funkční prototypování a nepřímou výrobu komponent, ale její vynikající chemická a tepelná odolnost otevírá cestu pro širokou škálu aplikací, včetně součástí konečného použití. PPS-CF-CF-CF ultimaker je plamene-retardantní (V0-94) a zaručuje nízkou válku na velkých částech, což z něj činí dobrý zápas pro další filamenty PPS CF. PPS-CF-CF-CF pro ultimakeru je zpomalující hoření (V0-94) a také zaručuje nízkou válku na velkých částech a odlišuje ji od ostatních dodavatelů vlákna PPS CF.

Hlavní komponenty aplikace jsou:

Upevňovací prvky letecké dopravy

Tato držák se používá k bezpečnému upevnění vzduchového nákladu nebo k bezpečnému načtení komponent do balíčku Airfreight. Musí tedy být tedy odolný vůči teplotě, velmi robustní a stabilní a odolný vůči chemikáliím - požadavky na aplikaci lze splňovat s PPS CF. Další výhodou aditivní výroby je, že design lze iterativně upravovat a díky použitým materiálům mohou všechny iterace splňovat potřebné certifikace.

Vysokotlaké ventily čerpadla

Tento typ ventilu čerpadla je instalován ve vlacích, které přepravují kapaliny nebo chemikálie. Vzhledem k tomu, že se však stala zastaralou složkou (již ve výrobě), musí být celá sestava čerpadla nahrazena za cenu přibližně 5 000 EUR. Pomocí PPS CF může být nyní vytištěn 3D, takže stále splňuje standard UL94 V0 pro nehostitelnost a lze jej také použít s horkými kyselinami.

Konzola senzoru

Tato jednoduchá držák se používá na výrobních linkách a kolem pole k rychlému namontování senzorů, kamer nebo jiných nezbytných rozšíření. Upřednostňujte komponenty tak, aby odolaly extrémním zatížením při použití venku, včetně povětrnostních podmínek, odolnosti proti nárazu nebo požáru

Nové možnosti

PPS vyztužené z uhlíkových vláken je vysoce výkonný materiál pro některé z nejnáročnějších průmyslových aplikací. Někteří koncoví uživatelé výroby aditiv mohou věřit, že k dosažení kvality inženýrství a vysoké úrovni svobody designu potřebují nejdražší materiály a hardware. Ultimaker Factor 4 a jeho speciálně formulované materiály PPS CF však ukazují, že tomu tak již není.

Nové možnosti

PPS vyztužené z uhlíkových vláken je vysoce výkonný materiál pro některé z nejnáročnějších průmyslových aplikací. Někteří koncoví uživatelé výroby aditiv mohou věřit, že k dosažení kvality inženýrství a vysoké úrovni svobody designu potřebují nejdražší materiály a hardware. Ultimaker Factor 4 a jeho speciálně formulované materiály PPS CF však ukazují, že tomu tak již není.