高性能熱塑性塑料(如PEEK、PEI、PPSU)由于其卓越的機械強度、尺寸穩(wěn)定性和耐化學性,被廣泛應用于航空航天、汽車和生物醫(yī)學領域,特別是PEEK等半結晶材料。

熔融沉積建模工藝(FFF/FDM)因為具有成本低以及易于操作等優(yōu)點,更是成為了許多行業(yè)用于生產制造具有復雜幾何結構零件的選擇。然而,由于這些高性能熱塑性塑料自身半結晶的特性,并且對加工溫度有一定的要求,想要成功3D打印則需要面臨一些挑戰(zhàn),比如層間結合強度弱、打印件翹曲以及需要進行復雜的后處理程序。

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改善高性能材料的3D打印性能

憑借對FFF/FDM工藝的基本理解和多年對這些高性能材料應用的經驗,INTAMSYS 遠鑄智能發(fā)布了其產品系列中尺寸最大的工業(yè)3D打印機FUNMAT PRO 610 HT,采用先進的高溫熱系統(tǒng),克服了上述挑戰(zhàn),在層間粘合強度、減少翹曲、一體化成型等打印性能指標上有更優(yōu)異的表現(xiàn)。

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FUNMAT PRO 610 HT 增強了腔室熱設計,300℃恒溫腔室可以滿足打印件溫度的均勻性,從而能夠很好的解決變形翹曲開裂的問題。

同時,高溫恒溫腔室也實現(xiàn)了打印與后處理的一體化,打印件可以更好的成型,并具備較高的機械強度和較低的內應力。這種加熱腔室的設計在3D打印過程中的優(yōu)越性體現(xiàn)在以下幾個方面。

I 1 提升層間結合力

首先,高溫恒溫腔室促進分子鏈跨過粘結界面的擴散,有助于提高層間粘結強度。如下圖所示,中間類似毛線的線條就是分子鏈,溫度越高(一定范圍內),分子鏈越容易跨過界面互相纏繞,分子鏈纏繞越厲害,越不容易分開,層間粘結強度也越高。

材料擠壓3D打印過程圖(引用自文獻:見文末)

I 2 避免翹曲

其次,加熱腔室的溫度可以在一個很大范圍內調節(jié),用以降低打印過程中熱循環(huán)導致的打印件收縮或者降低結晶導致的收縮。這兩點可以大大降低因為翹曲而造成打印效果不佳的可能性,特別是打印大尺寸的零件。

由FUNMAT PRO 610 HT 打印的大尺寸ULTEM? 9085零件

I 3 為后處理提供便利

最后,高達300°C的加熱腔室也為需要回火和退火的零件提供了條件,溫度完全在加熱腔室的可操作(容量)范圍內,這意味著不需要單獨的回火和退火裝置,打印后處理的過程可以在加熱腔室中完成。換句話說,傳統(tǒng)流程上需要分別進行的打印和打印后處理工序可以集成到一臺機器上。

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除了先進的加熱室,F(xiàn)UNMAT PRO 610 HT還配備了500°C全金屬雙噴頭,能夠3D打印各種熱塑性塑料及纖維復合材料,如碳纖維和玻纖維,從高性能材料PEEK, PEI, PPSU到工程材料ABS, PCPA等。另一方面,液冷系統(tǒng)可以以更高的散熱效率,實現(xiàn)更快的打印速度,從而保證3D打印機可以長時間運行, 從而保證能夠成功打印大尺寸零件。

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本質上,F(xiàn)FF/FDM 3D打印過程是一個熱驅動的過程,因此,一個精心設計的由噴頭組件和加熱腔室組成的熱系統(tǒng)對打印高性能材料至關重要。FUNMAT PRO 610 HT具有先進的熱設計,可以更好的滿足所有高性能熱塑性高分子材料打印溫度的要求。

FUNMAT PRO 610 HT的傳動系統(tǒng)采用高精度絲杠導軌結構,更精確的定位控制使大尺寸一次成型更加細膩,充分滿足工業(yè)級別對于生產制造的高精度要求。

FUNMAT PRO 610 HT 航天應用?《3D打印與航天研發(fā)與制造業(yè)白皮書第二版》

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