【老许说3D-不懂就问】3DPRO的PEEK 3D打印机有什么与众不同的地方?


3dpro的PEEK 3D打印机有哪些与众不同的地方?


Hello, 大家好!这里是《老许说3D》。今天我们说说3dpro的PEEK 3D打印机有哪些与众不同的地方?

不大董:老许,目前PEEK打印的主流技术是FDM/FFF, FDM技术PEEK 打印机国内品牌加上国外的品牌不太多,听说你们3dpro的PEEK 3D打印机与众不同,能否介绍一下?

老许:我们3dpro PEEK 3D打印机从设计之初就按照高端工业级3D打印机的标准进行打造,我们机器采用的电机、导轨、皮带、隔热保温材料等都是经过精挑细选的,把品质放在第一位,成本其次。在结构上,我们设计了完全封闭的高温恒温舱,将电机、皮带等完全隔离在恒温舱之外,这样即使舱内温度达到300°C,传动机构也完全没有问题。300°C的高温恒温舱是我们机器从参数上看与众不同的地方,但它的意义并不是参数表面那么简单。


不大董:这么高温度的恒温舱,它所起的作用是什么?

老许:我们曾经有一期视频说过FDM 3D打印机的三个重要温度:喷头温度、底板温度和腔室温度。腔室温度(我们简称“舱温”)对于PEEK打印来说非常重要,是因为它是控制零件翘曲变形的重要手段,另外,它对PEEK打印的层间结合力也有比较大的影响。


不大董:为什么舱温可以控制翘曲变形?

老许:PEEK是高温材料,而且强度比较高,材料从高温喷头挤出冷却成型后内应力比较大,因此非常容易翘曲变形,都说PEEK材料比较难打印,其难点之一就是控制翘曲变形。控制翘曲变形的有效方法就是让材料在一个高温恒温舱中成型,这样材料的内应力得以释放,从而控制零件的翘曲变形。


不大董:我看大部分PEEK打印机的舱温都在100°C以下,为什么你们的机器舱温要设得那么高?

老许:PEEK的玻璃化温度是143°C,在玻璃化温度以上,PEEK由玻璃态转为高弹态,舱温高于这个温度,对于有效释放内应力是有重要意义的。所以,从大类上分,我们可以把PEEK打印机分成两大类:舱温低于150°C和舱温高于150°C,这两者其实是在不同层级上的产品,差别很大。


不大董:哦?不同层级的产品?差别这么大吗?

老许:是的,除了前面说的控制翘曲变形上的差别,还存在是否需要退火处理的差别。如果舱温低于150°C,PEEK材料从喷头挤出后迅速冷却,得到的是非晶(或者说是低结晶)状态的零件。我们前几期视频专门讲了PEEK低结晶和高结晶的区别,简单说,低结晶的PEEK零件在强度、耐温、耐腐蚀、阻燃等关键性能指标上要低于高结晶的,需要通过退火处理来提高它的结晶度,从而提升性能。而如果舱温高于150°C,得到的是高结晶状态的PEEK零件,根本不需要再花上10多个小时去退火。


不大董:你刚才还提到了舱温对PEEK打印的层间结合力也有比较大的影响,真是这样吗?

老许:是的,PEEK材料从喷头挤出后,如果外部环境温度低于150°C,那么PEEK材料是在非晶(或者说低结晶)状态下进行层间结合的,如果外部环境高于150°C,那么PEEK材料是在高结晶状态下进行层间结合的。 所以,舱温对PEEK的层间结合力是有比较大影响的。我们研究还发现,高结晶状态下温度变化 对层间结合力的影响比低结晶要大,如果没有掌握合适的打印参数,高结晶状态下的层间结合力 有时甚至还会低于低结晶的。我们的喷头完全自己设计,舱体加热器采用封闭双侧内循环模式,把喷头温度、舱体温度、冷却速度、打印速度、流量控制等参数 与材料特性 完美结合,打印出来的PEEK层间结合力要比低结晶打印的高出许多。通常人们看PEEK打印比较多关注的是表面质量,其实内行人更关注PEEK打印的层间结合力问题。关于层间结合力的问题,我们以后会在专门章节里来讨论。