探索3D打印高温塑料的世界
在过去的2-3年中，高温3D打印出现了惊人的增长，多年以来，大多数热塑性3D打印仅限于很小一部分热塑性塑料，主要是PLA和ABS，以及一些PETG。对于大多数台式设备而言，情况仍然如此，但是近几年来已经开发出许多可以在更高温度下处理材料的工业级3D打印设备那么这些高温塑料材料是什么？它们的特性是什么？如何在3D打印中使用它们？
来源：Kerry Stevenson
与金属的应用相互交映
高温材料非常有用，因为它们可以在更多环境中使用。考虑一下汽车发动机中的塑料部件：如果暴露在足够高的温度下，它会变软甚至熔化。但是，如果它是由具有较高耐热性的材料制成的，则可以成为减轻汽车重量的友好解决方案。塑料零件通常比金属零件轻，这在很多方面都是有利的，尤其是在汽车和航空航天行业。因此，人们对这些高温3D打印零件非常热衷。
通常开放式台式3D打印机完全不足以3D打印高温材料，因为必须将所需的热量封闭并精确控制。根据3D科学谷的市场研究，市场上出现了一些专注于高温材料的3D打印机制造商，包括Roboze，INTAMSYS，Minifactory等。一些原来的制造商，例如Stratasys，EOS也提供高温热塑性材料打印功能，惠普、voxeljet-维捷等则提供尼龙的高速3D打印功能。
高温塑料
l PEEK
该聚合物的化学名称为“聚醚醚酮”，实际上是PAEK家族的一部分，显然是1980年代英国Victrex发明的。它具有强大的耐用性，因此成为最受欢迎的高温3D打印材料之一，因此通常用于高应力应用。
聚醚醚酮（PEEK）具有以下方面的特性
耐高温性：PEEK具有较高的玻璃化转变温度（Tg=143℃）和熔点（Tm=334℃），其负载热变形温度高达316℃，长期使用温度为260℃，瞬时使用温度可达300℃。
自润滑性：PEEK具有良好的滑动特性，适合于严格要求低摩擦系数和耐磨耗用途的场合，特别是用碳纤维、石墨、PTFE改性的PEEK耐磨性非常优越。
耐腐蚀性：除浓硫酸外，PEEK不溶于任何溶剂，具有很高的化学稳定性。
阻燃性：PEEK具有自熄性，即使不加任何阻燃剂，可达到UL标准的94V-0级。
易加工性：由于PEEK具有较好的高温流动性，且热分解温度高的特点，可采用多种加工方式，比如注塑成型、挤出成型、模压成型及熔融纺丝等。
机械特性：PEEK具有良好的韧性和刚性，它具备与合金材料媲美的优良耐疲劳性。
电性能：PEEK有高的体积电阻率和表面电阻率，在宽广的温度范围及环境变化下可以承受各种频率的交流电位场强，保持良好的绝缘性能。
耐水解性：树脂及其复合材料不受水和高压水蒸气的化学影响，在高温及高压蒸汽或水环境下可以连续使用而保持良好的机械性能。
耐候性：优良的耐候性能，聚合物可用于制造工作环境要求严格或需要经常耐杀菌处理的组件。
l PEKK
化学名称“聚醚酮酮”，这种新兴的3D打印材料正变得越来越流行。PEKK与PEEK的不同之处不仅在于其名称，还因为它们具有许多共同的特性。但是，PEKK能够承受更大的压缩力,耐热性也往往比PEEK高。
l PEI
化学名称为“ Polyetherimide”，也可以以SABIC的商标“ ULTEM”找到。它是Stratasys提供的首批高温3D打印材料之一，可作为其Fortus设备的材料选件。尽管比PEEK便宜，但它的耐热性和强度也稍差,PEI通常用于航空航天应用。
l PPSU / PPSF
化学名称“聚苯砜”。这种材料具有很高的强度和耐化学性。包括Stratasys在内的多家公司提供这种材料选择。
l PAEK
化学名称“聚芳基醚酮”。这种材料是相对于高温3D打印空间而言相对较新的材料，但是它具有高达350C的极高的耐高温性，并且与其他高温材料相比，燃烧时产生的毒素更少。这使得它可以用于可能发生人体暴露的应用。
l PC
聚碳酸酯是指一类在其结构中整合了碳酸盐的聚合物。PC是一种非常流行的材料，因为它具有出色的耐用性以及很高的抗冲击性和耐刮擦性。因此，它通常用于消费产品。
l PA
聚酰胺是一种非常常见的3D打印材料，尽管可能很难证明它们是高温材料，因为与该清单上的其他材料相比，某些聚酰胺的玻璃化转变温度较低。PA有几种，通常用数字表示：PA-6，PA-11，PA-12，PA-66等。它们也被称为“尼龙”。
尼龙中的主要品种是尼龙6和尼龙66，占绝对主导地位，其次是尼龙11，尼龙12，尼龙610，尼龙612，另外还有尼龙 1010，尼龙46，尼龙7，尼龙9，尼龙13，新品种有尼龙6I，尼龙9T和特殊尼龙MXD6（阻隔性树脂）等，尼龙的改性品种数量繁多，如增强尼龙，单体浇铸尼龙（MC尼龙），反应注射成型（RIM）尼龙，芳香族尼龙，透明尼龙，高抗冲（超韧）尼龙，电镀尼龙，导电尼龙，阻燃尼龙，尼龙与其他聚合物共混物和合金等，满足不同特殊要求，广泛用作金属，木材等传统材料代用品，作为各种结构材料。
迄今为止，根据3D科学谷的市场研究，选择性激光烧结粉末床-SLS工艺、多射流熔化-MJF工艺、高速烧结-HSS工艺中使用最广泛的塑料是聚酰胺（PA）- 尼龙。尼龙比其他一些塑料（如ABS）更坚固，更耐用，虽然SLS设备厂商或其他3D打印技术设备制造商都提供某种形式的PA，但目前最基本的品种是PA11和PA12，当然也有许多类型的PA复合材料，包括玻璃增强尼龙、碳纤维增强尼龙，以提供某些附加的性质。
大多数PA烧结部件不能一次打印多种颜色，有一个例外是喷墨技术（例如MJF），可以将彩色墨水沉积到3D打印部件上，以创造充满活力的全彩色对象。
黑格科技与惠普携手，利用PA 12材料打造的高度定制化的3D打印腕手康复支具，为PA12 材料的代表性应用。来源：惠普
(责任编辑：admin)
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