В 8 раз прочнее алюминия: 3D‑печать надежного компонента из PEEK

Автор: Сергей Ананьев

Высокоэффективные пластики в аддитивном производстве | 3D‑печать из полимера PEEK : важность проекта Shanghai Electric | Преимущества PEEK | Высокотемпературные машины для суперпластиков

Высокоэффективные полимеры для аддитивного производства пользуются повышенным спросом в промышленности. Многие компании уже используют преимущества 3D‑технологий и достижений в области материалов для производства деталей с более высокими механическими свойствами. Одно из таких предприятий – Shanghai Electric, ведущий мировой поставщик решений для промышленных систем качества с акцентом на энергетику, производство и интеграцию цифрового интеллекта.

Компания использовала 3D‑печать из высокоэффективных материалов для создания специального кронштейна для крепления бинокулярной камеры. Эта история внедрения отражает растущее стремление к производству более легких деталей, обладающих при этом превосходными свойствами.

Высокоэффективные пластики в аддитивном производстве

Современные пластики все шире используются по всему миру, и такая же тенденция наблюдается в секторе 3D‑печати. Согласно исследованию, опубликованному компанией Markets and Markets, ожидается, что к 2028 году рынок высокоэффективных полимеров для 3D‑печати достигнет 362 миллионов долларов при среднегодовом росте в 24%. Высокий спрос обусловлен, в частности, тем, что недорогие пластики типа ABS и PLA не обладают достаточной прочностью для производства конечных деталей в наиболее ответственных сферах применения.

Высокоэффективные пластики для аддитивного производства, напротив, позволяют создавать инженерные детали, отличающиеся высокой прочностью, малым весом и долговечностью. Эти преимущества стали ключевыми в проекте изготовления крепежного кронштейна, выполненном компанией Shanghai Electric на 3D‑оборудовании IEMAI 3D из материалов Victrex.

Shanghai Electric применила 3D‑печать суперпластиком при создании специального кронштейна для крепления бинокулярной камеры

3D‑печать из полимера PEEK: важность проекта Shanghai Electric

Бинокулярные камеры обеспечивают стереозрение за счет получения информации о глубине сцены (вычисляется диспаратность, т.е. смещение изображения между двумя камерами), что позволяет добиться 3D‑реконструкции и восприятия глубины. Однако точность и стабильность калибровки положения двух камер значительно влияет на точность реконструкции. Именно поэтому к стабильности и точности изготовления кронштейна для крепления бинокулярной камеры предъявляются высокие требования.

Таким образом, общие эксплуатационные характеристики материалов для производства кронштейна являются ключевыми, поскольку он может подвергаться экстремальным перепадам температуры и влажности или внешним силовым воздействиям. В этом контексте применение высокоэффективных материалов и 3D‑печати было наилучшим вариантом.

Как мы уже неоднократно убеждались, полиэфирэфиркетон (PEEK) – очень интересный термопласт, подходящий для решения разнообразных задач. Его плотность составляет всего 1/3 от плотности алюминия, но зато он в восемь раз прочнее. Этот так называемый «золотой пластик» – идеальное решение для создания легких и одновременно прочных деталей.

Держатель для бинокулярной камеры, изготовленный Shanghai Electric, до постобработки (слева) и в работе (справа)

Преимущества решения IEMAI и Victrex по 3D‑печати из PEEK:

меньшая скорость кристаллизации;
равномерный цвет и однородная кристалличность конечных деталей;
более высокие прочность на разрыв по оси Z и скорость 3D-печати;
лучшая стабильность размеров и меньшая частота ошибок.

К характеристикам материала, из которого был изготовлен держатель бинокулярной камеры, предъявляются исключительно высокие требования в связи с особыми сценариями использования. Внедрение этой технологии стало возможным благодаря сотрудничеству между Victrex, лидером рынка решений на базе полимеров PEEK и PAEK, и IEMAI 3D, китайской хайтек-компанией, специализирующейся на НИОКР и производстве 3D‑принтеров и расходных материалов.

Если вы хотите получить больше информации об аналогичных решениях по аддитивному производству, проконсультируйтесь с экспертами iQB Technologies

Высокотемпературные машины для суперпластиков

Сотрудничество дало возможность Shanghai Electric использовать материал Victrex AM™ 200 Fil, оптимизированный для аддитивного производства, на высокотемпературном промышленном 3D‑принтере IEMAI MAGIC‑HT‑L. Машина работает по технологии FFF (FDM) и может печатать изделия размером до 310 × 310 × 480 мм. Максимальная температура печати составляет 450 °C, что позволяет использовать высокоэффективные полимеры, такие как PEEK, PEKK и PEI, а также стандартные и инженерные пластики. Кроме того, экструдер 3D‑принтера оснащен модульным механизмом, облегчающим обслуживание и применение водорастворимых материалов для создания поддержек.

Помимо вышеупомянутых преимуществ технологии, используемой IEMAI, предел текучести по оси Z выше по сравнению со стандартными PEEK и достигает 60% от этого значения по оси XY. Это обеспечивает равномерные механические свойства во всех направлениях. Кроме того, температурные и химические свойства материала гарантируют эффективное использование детали в любых экстремальных условиях.

Недавно IEMAI 3D обновила систему для крупноформатных высокотемпературных 3D‑принтеров MAGIC-HT-MAX с целью обеспечить более высокую точность настройки температуры. Благодаря двум подключенным к сети экструдерам, система может выполнять облачные обновления, мониторинг и контроль, обеспечивая управление сразу целой фермой 3D‑принтеров.

Для Shanghai Electric выбор высокопроизводительных систем IEMAI 3D и пластика PEEK стал наилучшей гарантией точности кронштейна для крепления бинокулярной камеры.

Источник: 3dnatives.com