位于美國伊利諾斯州北溪的Impossible Objects公司最近成功推出了3D打印聚醚醚酮(PEEK)復(fù)合材料產(chǎn)品。
Impossible Objects公司總裁 Larry Kaplan稱,“3D打印復(fù)合材料制品由于耐溫性和強度的原因,很難與3D打印金屬制品相媲美。不過現(xiàn)在,我們可以生產(chǎn)比某些金屬比強度更高的復(fù)合材料零部件了。”
Impossible Objects公司稱,3D打印PEEK復(fù)合材料部件比對應(yīng)的6061-T6鋁合金部件輕50%,但極限強度(205MPa)卻能達到6061-T6鋁合金(310MPa)的2/3。另外,熱塑性PEEK樹脂可回收利用。
工藝過程
傳統(tǒng)的3D打印熱噴頭是在碳纖維、芳綸纖維或者玻璃纖維片材的表面進行“打印”的。首先將尼龍或PEEK等樹脂粉末鋪在纖維片層之上,熱噴頭經(jīng)過之處樹脂粉末先被牢牢地粘住,隨后抽真空清除多余的粉末,將復(fù)合材料片材堆疊在一起,再經(jīng)過壓制和加熱,樹脂粉末融化并與纖維片材結(jié)合,最后采用機械或化學(xué)方法除去未被樹脂包裹的纖維,即得到最終產(chǎn)品。該方法與以往相比成型效率更高,成本更低。
該工藝過程適合結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部件,在質(zhì)量降低的同時不犧牲強度,這一點非常關(guān)鍵。而采用碳纖維、芳綸或玻纖增強,部件的強度可提高10倍,生產(chǎn)速率可提高100倍。同時,制品不漏水、不漏氣。碳纖維-尼龍制品的拉伸強度可以達到150MPa,耐溫120°C,而碳纖維-PEEK制品的強度可以達到205MPa,耐溫250°C。