PPS, ojačanih z ogljikovimi vlakni

Industrijske aplikacije za inženirsko termoplastiko, kot so PC in visokozmogljiva termoplastika, kot je PEEK, rastejo. V 3D -tiskani obliki filamentov ti materiali ponujajo lahko alternativo kovinam, kot sta jeklo in aluminij v panogah, kot sta vesolje in energija. Okrepitev te visokozmogljive plastike z dodatki lahko še izboljša njihovo delovanje. Na primer, ogljikova vlakna na kratko razrezani dodajajo moč in togost in jih je mogoče dodati v nizko do srednje cene inženirske plastike, pa tudi z visoko zmogljivo plastiko. Dokler šoba 3D tiskalnika lahko obravnava abrazivne materiale, lahko te kompozite natisnemo tako kot običajna termoplastika. Glavna pomanjkljivost visokozmogljivih kompozitov, kot je ojačani peek, so visoki stroški zahtevane strojne opreme 3D tiskanja. Ti materiali zahtevajo izjemno visoke ekstruzije in temperature komore, cena prave strojne opreme (pogosto v šestmestnem razponu) pa pogosto pomeni skupne stroške prednosti plastične tehnologije 3D tiskanja.

Kaj je PPS?

Polifenilen sulfid (PPS) je polkristalni termoplastik, ki jo je mogoče razvrstiti kot visokozmogljiva plastika, skupaj z materiali, kot sta PEEK in PEI. v primerjavi s standardno in inženirsko termoplastiko in je plamen. Njegova najbolj zaželena lastnost pa je njegova odlična kemična odpornost: PPS je odporen na številne kisline, baze, topila in nekatera močna oksidacijska sredstva (pod določenimi pogoji). Za močne oksidatorje, kot so klor dioksid, bodo morda potrebni premazi ali obloge. Zaradi zaželenih lastnosti in ugodne cene v primerjavi s PEEK ima PPS široko paleto aplikacij v različnih panogah. Njene mehanske in kemijske lastnosti so uporabne pri avtomobilski, energiji in kemični obdelavi, medtem ko zaradi njegovih zaostalosti v plamenu in samoodkrivanju lastnosti omogočajo izbiro materiala za električne in elektronske komponente, kot so naprave SMT, ohišja motorja in tranzistorske tesnila. Ne le impresivno s termoplastičnega stališča se PPS pogosto uporablja kot prava alternativa kovinam, kot sta jeklo in aluminij. Njegova toplotna stabilnost in odlična kemična odpornost omogočata uporabo v težkih kemičnih okoljih, medtem ko je njegova odpornost proti koroziji in učinki avtomobilskih tekočin izjemna. kot kratko razrezana ogljikova vlakna ali steklena vlakna, ki tvorijo kompozite. Pravzaprav se PPS pogosteje prodaja kot "napolnjen" material kot neizpolnjen. Po mnenju raziskovalcev "dodajanje ogljika lahko znatno izboljša mehanske lastnosti, tribološke lastnosti, strukturno celovitost po ognju ter električno/toplotno prevodnost ...... PPS mešanic in kompozitov."

PPS, ojačani z ogljikovimi vlakninami, se lahko uporabljajo v aplikacijah, podobnih neizpolnjenim PPS. Vendar pa izboljšane mehanske lastnosti omogočajo primeren material za komponente, kot so orodja, džige in napeljave.

3D tiskanje PPS

PPS, neizpolnjen in v sestavljeni obliki, ponuja dokaj izvedljiv način za 3D-tiskanje visokozmogljivih termoplastičnih delov. To je mogoče s temperaturo tiskanja okoli 320 ° C, kar je visoko, vendar ne izjemno visoko.

Medtem ko je temperatura ekstrudiranja 320 ° C zunaj zmogljivosti večine FFF 3D tiskalnikov, je bistveno nižja od ~ 400 ° C, potrebnih za 3D tiskanje. (PEEK zahteva tudi zelo visoke temperature komore.) Zato so deli PPS manj temperaturno odporni kot deli PEEK, vendar jih je še vedno mogoče uporabiti pri zahtevnih aplikacijah do ~ 230 ° C. Vrsta 3D tiskalnika, potrebnega za tiskanje PPS, je nekje med industrijskim tiskalnikom FFF in specializiranim visokotemperaturnim tiskalnikom FFF. Zanesljivi tiskalniki za proizvodnjo stanejo približno 10.000 dolarjev, medtem ko najsodobnejši visokotemperaturni stroji, kot je Stratasys Fortus 450MC, stanejo približno 150.000 dolarjev, kar je lahko za mala srelka lahko pretirano drago. Pri tiskanju PP-jev, okrepljenih z ogljikovimi vlakninami, je treba ob temperaturi upoštevati tudi trajnost tiskarne, saj so kratkoročna vlakna bolj abrazivna od termoplastične podlage in lahko zato poškoduje navadno medenino strojno opremo. Primerna površina za izdelavo PPS je PEI list, pri čemer se segreva tiskalna postelja na približno 80 ° C. Za zapletene 3D -tiskane dele PPS, natisnjenih na dvojnih ekstruderjih, je material združljiv s podpornim materialom PVA. 3D natisnjeni PPS, ojačani z ogljikovimi vlakni, je primeren za aplikacije, kot so funkcionalno prototipiranje, orodje za oblikovanje in druge procese ter proizvodni pripomočki, kot so napeljave. Industrije, ki uporabljajo ojačane PPS nitke, vključujejo avtomobilsko, železniško in vesoljsko. Novi visokozmogljivi, nizkocenovni aditivni proizvodni sistemi omogočajo več uporabnikom za 3D tiskanje s PPS. Na primer, faktor Ultimaker 4, ki začne dostavo maja 2024, ima zelo abrazijsko odporno jedro tiskanja, ki lahko tiska pri temperaturah do 340 ° C-dovolj za tiskanje ogljikovih vlaken, ojačenih s vlakninami, in številne inženirske termoplastike. Sodobni sistemi, kot je faktor 4, so edinstveni po tem, da so postavljeni na srednjem trgu. Kljub svoji sposobnosti tiskanja resnično visokozmogljivih materialov, kot so PP-je, ojačani z ogljikovimi vlakni, je faktor 4 cenovno bolj v skladu z značilnim namiznim 3D-tiskalnikom na profesionalnem razredu kot visokotemperaturni 3D tiskalnik. Da bi zadovoljili potrebe uporabnikov v panogah, kot sta elektronika in avtomobilska in enostavnost tiskanja. Kombinacija tiskalnika in materiala dosega tudi odlično dimenzijsko natančnost z minimalnim krčenjem v primerjavi s PEEK. Tako kot drugi materiali PPS iz ogljikovih vlaken je tudi Ultimaker PPS CF zelo priporočljiv za funkcionalno prototipiranje in posredno izdelavo komponent, vendar njegova odlična kemična in toplotna odpornost odpira pot za široko paleto uporabe, vključno z deli končne uporabe. PPS-CF, ki je oblikovan v Ultimakerju, je retardant Flame (V0-94) in jamči za nizko Warpage na velikih delih, zaradi česar se dobro ujema z drugimi PPS CF filamenti. PPS-CF, ki je oblikovan v Ultimakerju, je retardant plamena (V0-94) in tudi zagotavlja nizko plat na velikih delih, ki jo razlikuje od drugih dobaviteljev PPS CF.

Glavne komponente aplikacije so:

Pritrdilni elementi zračnega prevoza

Ta nosilec se uporablja za varno pritrditev zračnega tovora ali za varno nalaganje komponent v paketu Airfreight. Zato mora biti temperaturno odporen, zelo robusten in stabilen ter odporen na kemikalije - vse zahteve glede uporabe je mogoče izpolnjevati s PPS Cf. Druga prednost proizvodnje aditivov je, da je mogoče zasnovo iterativno prilagoditi in zaradi uporabljenih materialov lahko vse ponovitve izpolnjujejo potrebna potrdila.

Visokotlačni ventili črpalke

Ta vrsta črpalke je nameščena v vlakih, ki prevažajo tekočine ali kemikalije. Ker pa je postala zastarela sestavina (ne več v proizvodnji), je treba celoten sklop črpalke zamenjati s stroški približno 5000 EUR. Z uporabo PPS CF je zdaj lahko 3D natisnjen, tako da še vedno ustreza standardu UL94 V0 za ne-vnetljivost in se lahko uporablja tudi z vročimi kislinami.

Senzorski nosilec

Ta preprost nosilec se uporablja na proizvodnih linijah in okoli polja za hitro namestitev senzorjev, kamer ali drugih potrebnih podaljškov. Prednostno določite komponente, da prenesejo ekstremne obremenitve, kadar se uporabljajo na prostem, vključno z vremenskimi razmerami, udarnim odpornostjo ali požarnimi pogoji

Nove možnosti

PPS, ojačani z ogljikovimi vlakni, je visoko zmogljivo gradivo za nekatere najzahtevnejše industrijske aplikacije. Nekateri končni uporabniki proizvodnje aditivov lahko verjamejo, da potrebujejo najdražje materiale in strojno opremo za doseganje inženirske kakovosti in visoko stopnjo oblikovalske svobode. Vendar Ultimaker Factor 4 in njegovi posebej formulirani PPS CF materiali kažejo, da to ni več tako.

Nove možnosti

PPS, ojačani z ogljikovimi vlakni, je visoko zmogljivo gradivo za nekatere najzahtevnejše industrijske aplikacije. Nekateri končni uporabniki proizvodnje aditivov lahko verjamejo, da potrebujejo najdražje materiale in strojno opremo za doseganje inženirske kakovosti in visoko stopnjo oblikovalske svobode. Vendar Ultimaker Factor 4 in njegovi posebej formulirani PPS CF materiali kažejo, da to ni več tako.