فیلامنت PEKK
در حوزه پرینتر سه بعدی یکی از فیلامنت های که خیلی سریع توانست به محبوبیت برسد فیلامنت PEKK است. در این مطلب تلاش میکنیم تا این فیلامنت را به شما معرفی کنیم. همچنین شما می توانید برای آشنایی با دیگر فیلامنت های جدید مطالب این سایت را مطالعه نمایید.
فیلامنت PEKK به دلیل خواص خود مانند خواض مکانیکی، حرارتی و شیمیایی استثنایی در صنعت پرینتر سه بعدی محبوبیت پیدا کرده است. استحکام ، سفتی و مقاومت بالای این فیلامنت در برابر سایش پرینت فیلامنت PEKK را برای کاربردهای سخت به ویژه در صنایع هوافضا، خودرو و پزشکی ایده آل می کند.
علاوه بر این دمای انتقال شیشه‌ای بالا و نقطه ذوب فیلامنت PEKK آن را قادر می‌سازد تا خواص خود را در محیط‌های حرارتی خشن حفظ کند. این درحالی است که مقاومت شیمیایی عالی آن به این اجازه را می‌دهد طیف گسترده‌ای از حلال‌ها و مواد شیمیایی خورنده را تحمل کند.
این ترکیب منحصربه فرد از ویژگی‌های فیلامنت PEKK را به یک فناوری مورد تقاضا برای کاربردهایی تبدیل کرده است که در آن مواد و فرآیندهای معمولی کوتاهی می‌کنند.
ویژگی های فیلامنت PEKK
ترکیب منحصربه فرد فیلامنت PEKK از ویژگی ها این فیلامنت را برای بسیاری از برنامه‌های کاربردی با کارایی بالا تبدیل کرده. این فیلامنت هم برای نمونه سازی و هم برای تولید قطعات با استفاده نهایی انتخابی مناسب است.
در زیر به چند نمونه از این ویژگی ها خواهیم پرداخت.
ویژگی های مکانیکی فیلامنت PEKK
فیلامنت PEKK به دلیل خواص مکانیکی قابل توجه آن که شامل استحکام، سفتی و چقرمگی بالا شناخته شده است. استحکام کششی آن می تواند تا 100 مگاپاسکال برسد و مدول خمشی آن در حدود 4100 مگاپاسکال است. این سطح از عملکرد مکانیکی با فلزاتی مانند آلومینیوم و فولاد قابل مقایسه است و آن را به جایگزینی جذاب برای اجزای سبک وزنی که به استحکامنیاز دارند تبدیل می کند. علاوه بر این فیلامنت PEKK دارای قدرت ضربه قابل توجهی است و تضمین می کند که می تواند استرس قابل توجهی را بدون شکستگی تحمل کند.
یکی دیگر از ویژگی های حیاتی فیلامنت PEKK مقاومت عالی آن در برابر سایش است. ضریب اصطکاک کم و مقاومت بالای آن در برابر تغییر شکل آن را به گزینه ای مناسب برای قطعاتی که در معرض حرکت مداوم یا تکراری قرار دارند مانند چرخ دنده ها و یاتاقان ها تبدیل می کند. علاوه بر این فیلامنت PEKK کمترین خزش را در زیر بار نشان می‌دهد و اطمینان می‌دهد که ابعاد قطعات چاپ شده حتی پس از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض استرس ثابت می مانند.
این خواص مکانیکی به فیلامنت PEKK اجازه می دهد تا در صنایع مختلف از جمله هوافضا، خودروسازی و پزشکی استفاده شود. جایی که مواد سنتی ممکن است معیارهای عملکرد مورد نیاز را برآورده نکنند.
خواص حرارتی فیلامنت PEKK
خواص حرارتی استثنایی فیلامنت PEKK آن را در میان سایر پلیمرهای ترموپلاستیک متمایز می کند. دمای انتقال شیشه ای بالا حدود 143 درجه سانتیگراد و دمای ذوب در حدود 343 درجه سانتیگراد است. این آستانه های دمایی بالا به فیلامنت PEKK اجازه می دهد تا خواص مکانیکی و شیمیایی خود را در محیط های گرمایی خشن حفظ کند. در نتیجه فیلامنت PEKK را می توان در برنامه هایی که دمای بالا را تجربه می کنند مانند اجزای موتور یا محفظه های الکترونیکی استفاده کرد.
ضریب انبساط حرارتی پایین این فیلامنت به پایداری ابعادی آن در دماهای مختلف کمک می کند. این ویژگی در کاربردهایی که حفظ تلرانس ها و دقت ابعاد ضروری است مانند هوافضا و دستگاه های پزشکی بسیار مهم است.
فیلامنت PEKK همچنین دارای رسانایی حرارتی عالی با مقدار حدود 0.25 W/m·K است. این ویژگی فیلامنت PEKK را قادر می‌سازد تا گرما را به طور موثر دفع کنند و اطمینان حاصل شود که می‌توانند در کاربردهای گرمایی به طور بهینه عمل کنند.این ویژگی‌های حرارتی فیلامنت PEKK را به یک فیلامنت بسیار متنوع تبدیل می کند که می تواند نیازهای سخت‌گیرانه صنایع مختلفی را که در شرایط دمایی شدید کار می‌کنند برآورده کند. با این حال همانطور که درادامه خواهیم گفت این خواص حرارتی عالی پرینت فیلامنت PEKK را بسیار چالش برانگیز می کند زیرا برای ذوب شدن مواد به دمای اکستروژن بالا نیاز است.
مقاومت شیمیایی فیلامنت PEKK
یکی دیگر از جنبه های مهم فیلامنت PEKK مقاومت شیمیایی عالی آن است.فیلامنت PEKK مقاومت فوق‌العاده‌ای را در برابر طیف وسیعی از حلال‌ها، اسیدها و بازها نشان می‌دهد و برای استفاده در محیط‌های شیمیایی مناسب است. همچنین در برابر هیدرولیز مقاوم است که تضمین می کند می تواند یکپارچگی ساختاری خود را حتی زمانی که در معرض آب داغ یا بخار قرار می گیرد حفظ کند. این ویژگی در فرآیندهای استریل سازی برای دستگاه های پزشکی و دندانپزشکی مفید است.
مقاومت شیمیایی فیلامنت PEKK همچنین در کاربردهایی که شامل مواد شیمیایی خورنده یا واکنشی هستند مانند تجهیزات پردازش شیمیایی یا سیستم های جابجایی مایعات قابل استفاده است. توانایی آن در مقاومت در برابر محیط های شیمیایی بدون تخریب به افزایش طول عمر قطعات، کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری و از کار افتادن کمک می کند.
علاوه بر این فیلامنت PEKK در برابر تشعشعات گاما مقاوم است که در صنایعی مانند هوافضا و هسته‌ای مفید است. جایی که قطعات اغلب در معرض سطوح بالایی از تابش هستند.
کاربرد های دیگر فیلامنت PEEK
در حال حاضر فیلامنت PEKK عمدتاً در فناوری های اکستروژن مانند ساخت رشته های ذوب شده پرینتر سه بعدی استفاده می شود. همچنین برای این فیلامنت در تکنولوژیکی دیگر، مانند تف جوشی لیزری انتخابی (SLS) پودرهای PEKK کاربردهایی وجود دارد.
پارامترهای فرآیند پرینت فیلامنت PEKK
این بخش پارامترهای تنظیمات پرینت سه بعدی و بهترین شیوه ها را برای پرینت موفق فیلامنت PEKK مورد بحث قرار می دهیم.
ذخیره سازی و خشک کردن مواد
فیلامنت PEKK یک پلاستیک هیگروسکوپیک است به این معنی که رطوبت را جذب می کند. این می تواند هنگام ذخیره سازی فیلامنت PEKK مشکل ساز باشد. زیرا فیلامنت مرطوب به درستی پرینت نمی شود. قرقره های فیلامنت PEKK باید در مکانی خشک با ماده خشک کننده ای مانند سیلیکاژل نگهداری شوند. همچنین باید بلافاصله قبل از چاپ با استفاده از خشک کن فیلامنتی خشک شوند. اکثر پرینترهای سه بعدی با دمای بالا دارای یک محفظه فیلامنت گرم یا جعبه خشک هستند. این محفظه فیلامنت را در طول فرآیند چاپ فوق العاده خشک نگه میدارد.
دمای اکستروژن
دمای اکستروژن نقش مهمی در پرینت فیلامنت PEKK ایفا می کند زیرا فیلامنت PEKK دمای ذوب بالایی در حدود 343 درجه سانتی گراد دارد. دستیابی به دمای اکستروژن کافی معمولاً بالای 360 درجه سانتیگراد و گاهی تا 450 درجه سانتیگراد برای پرینت موفق با فیلامنت PEKK ضروری است. زیرا این امر جریان مواد صاف و اتصال بین لایه ای مناسب را تضمین می کند.
توجه داشته باشید که پرینتر سه بعدی معمولاً حداکثر دمای اکستروژن کمتر از 300 درجه سانتیگراد دارند و بنابراین قادر به پرینت فیلامنت PEKK نیستند.
عواملی مانند درجه خلوص فیلامنت PEKK و خواص قطعه مورد نظر می توانند دمای اکستروژن ایده آل را تحت تاثیر قرار دهند. به عنوان مثال محصول فیلامنت 3D4MAKERS PEKK دارای دمای اکستروژن توصیه شده 360-400 درجه سانتیگراد است. فیلامنت PEKK از شرکت INTAMSY دمای 380-410 درجه سانتیگراد را پیشنهاد می کند. شرکت eSun برای فیلامنت PEKK Pro خود دمای 400-450 درجه سانتیگراد را توصیه می کند.
دمای بستر
بستر گرم یکی دیگر از پارامترهای مهم در پرینت فیلامنت PEKK است. زیرا به طور مستقیم بر چسبندگی مواد به صفحه ساخت و ثبات ابعادی و تبلور قطعه در طول فرآیند پرینت تأثیر می گذارد. دمای صفحه پرینت برای فیلامنت PEKK باید به طور قابل توجهی بالاتر از بسیاری از فیلامنت های دیگر پرینتر سه بعدی باشد. این امر باعث چسبندگی مناسب و جلوگیری از تاب برداشتن قطعه در حال پرنت می شود.
دمای بستر پرینت بهینه برای پرینت فیلامنت PEKK معمولاً در محدوده 120 درجه سانتیگراد تا 160 درجه سانتیگراد قرار دارد. این دمای خاص ممکن است بسته به دستگاه پرینتر، دمای موردنیاز فیلامنت PEKK و اندازه و هندسه قطعه در حال پرینت متفاوت باشد.
سرعت پرینت
سرعت چاپ یکی دیگر از پارامترهای مهم در چاپ سه بعدی PEKK است. چاپ با سرعت صحیح، رسوب بهینه مواد، اتصال بین لایه ها و پایداری کلی قطعه را تضمین می کند. فیلامنت PEEK نقطه ذوب و ویسکوزیته بالایی دارد. برای اطمینان از اکستروژن و اتصال دقیق به سرعت چاپ کمتری نسبت به بسیاری از فیلامنت های دیگر نیاز دارد.
سرعت پرینت بهینه برای فیلامنت PEKK معمولاً در حدود 15 تا 50 میلی‌متر بر ثانیه است. با سرعت‌های پایین‌تر برای قطعات با هندسه متفاوت یا ویژگی‌های کوچک مناسب‌تر است. در حالی که سرعت‌های سریع تر ممکن است برای طراحی‌های ساده تر قابل قبول باشد.
کلام آخر
در این مطلب سعی شد فیلامنت PEKK را به شما معرفی کنیم. همچنین تلاش کردیم شرایط مورد نیاز برای پرینت بهتر این فیلامنت را شرح دهیم. امید وار هستیم شما با استفاده از این مطلب و در صورت استفاده از فیلامنت PEKK پرینت موفقی داشته باشید.