Polyetheretherketone聚合物生產商英國Victrex公司正在開發新型增材製造材料(AM). 第一種是高強度聚芳基酮 (PAEK) 雷射燒結 (LS) 材料, 這種材料可以降低刷新率, 從而改善未燒結粉末的回收利用效果. 第二種是纖維絲, 它的Z向抗拉強度要比現有的PAEK材料更好, 而在絲融合 (FF) 方面又具有更好的列印性. 該技術的詳細報告將於2018年9月在英國艾克斯特大學增材製造中心(CALM)的雙年度增材製造會議上公布.
圖中演示架是由一種特殊的PAEK樹脂經過增材製造生產而成的
Victrex公司的CEOJakob Sigurdsson評論道: '這些新型PAEK材料在增材製造領域中的應用, 標誌著我們已經邁出了決定性的一步, 甚至可以為航空航天, 醫療和電子在內的諸多領域帶來變革. 而取得這一突破性進展離不開Victrex公司持續密集的研發, 以及與其它機構的合作, 而這些機構在增材製造領域取得了許多創新成果. 通過這些合作, 我們已經看到了增材製造材料處理過程的演示部分, 通過與高性能材料的結合再增加設計靈感, 我們有信心創造出真正的創新部件. '
這種技術可以利用增材製造的優勢降低成本, 縮短上市時間, 並且可以生產傳統製造無法生產的複雜部件. 市場上現有的PAEK材料雖然也在增材製造中有所使用, 但大多數都是為了注塑成型等傳統製造方法設計的. 因此這些材料的某些特性並不是特別適合增材製造. 最初用於雷射燒結的PAEK材料回收利用程度極低, 並且還需要新的粉末刷新列印床, 而用於絲融合的PEEK纖維層間粘合性較差, 這也導致了Z向抗拉強度的降低.
由Victrex公司開發的新型聚合物顯示出了令人滿意的低刷新率 (提升了未燒結粉的回收利用程度) , 並且在雷射燒結中表現出類似的性能, 具有良好的機械性能和可列印性.
Victrex公司的首席科學家John Grasmeder解釋說: '在技術上取得的突破性進展為PAEK材料在增材製造上的應用鋪平了道路. 新開發的聚合物使得雷射燒結粉末的回收工作得以順利進行下去, 利用回收的粉末製造組件不會造成大的財產損失. 我們相信, 在運行完之後, 所有未燒結的粉末都可以重新利用. 這將使得材料成本顯著降低, 而目前的情況而言, 高達40%的聚合物被浪費, 無法回收. '
Victrex正在領導一個由公司和機構組成的聯盟, 並獲得了英國創新機構的資助, 在2016年進行了大量開拓性的研究和開發, 推進了增材製造技術, 尤其是使得高溫價格低廉的聚合物複合材料用於增材製造航空領域. 而該財團的其他成員則包括空客集團, EOS, CALM, E3D線上, HiETA技術, 西南金屬加工中心以及3T-RPD.
新的Victrex PAEK纖維絲和粉末帶是由該聯盟的其它成員開發的. EOS最近發布了一個新的自動化設備製造平台, 該平台可進行工業規模 (EOS P 500) 的雷射燒結, 並具備在高溫下列印高性能聚合物的能力. 該聯盟選取的材料將由EOS研發中心進行評估, 以便在EOS系統上進行處理, 並可用於EOS P 500平台. Victrex正計劃與合作夥伴E3D一起, 繼續對一款新型PAEK纖維絲產品進行商業測試. E3D最近推出了一種新的水冷式燈絲擠出機, 專門針對這種新型的PAEK燈絲進行優化.
在開發或應用新型聚合物方面, Victrex擁有超過35年的專業知識, 這其中包括開發新型聚合物以及新型的部件. 這種高強度的輕型PEEK聚合物具有極好的耐磨, 耐高溫, 耐疲勞以及耐腐蝕性, 可支援多種需求, 使得設計更為自由成本更低.