VSHAPER Sp. z o.o. realizuje projekty dofinansowane z funduszy UE.
VSHAPER Sp. z o.o. realizuje projekty dofinansowane z funduszy UE.
Obserwowany wzrost wykorzystywania tworzyw sztucznych w przemyśle, podnosi wymagania dotyczące dokładności wymiarowej i zarządzania jakością. Ceniony w zastosowaniach przemysłowych – PEEK – jest dobrym przykładem korzyści wynikających z innowacji w dziedzinie polimerów, z drugiej strony jest to również dobry przykład do zobrazowania wymagań technologicznych, jakim należy sprostać, by produkcja była zasadna.
PEEK jako wysokowydajny, odporny na temperaturę półkrystaliczny polimer, jest często stosowany jako zamiennik metali, w szerokiej gamie przemysłowych zastosowań końcowych. Szczególnie przydatny okazał się przy wytwarzaniu elementów do przeszczepów. Wynika to z możliwości, jakie daje technologia druku 3D do formowania skomplikowanych, niestandardowych części, oraz właściwościom mechaniczno-fizycznych samego materiału (wysoka odporność chemiczna/kwasy, zasady), które pozwalają uniknąć niedogodności w środowisku organizmu, powodowanych przez części metalowe. Wysoka odporność temperaturowa oraz odporność na ścieranie umożliwia dobrą pracę w trudnych warunkach eksploatacyjnych, również ze smarami, co przyczynia się do szerszego zastosowania w branży motoryzacyjnej. Niska emisja gazów natomiast, nawet podczas ekspozycji na relatywnie wysokie temperatury, umożliwia jego wykorzystanie w technologii próżniowej, w której poszukuje się lekkich materiałów, zdolnych sprostać restrykcyjnym wymaganiom badań w środowisku kosmicznym
Warunki obróbki termicznej podczas druku materiałem PEEK bezpośrednio i pośrednio wywierają znaczący wpływ na jego krystaliczność i właściwości mechaniczne. Wysokie właściwości wytrzymałościowe, ścieralne czy termiczne powodują, iż proces formowania topionego materiału PEEK wymaga specjalnych parametrów maszyn drukujących. Główną trudnością w formowaniu części z PEEK podczas wytwarzania przyrostowego jest wysoka temperatura topnienia tego materiału, która powoduje, że modele mogą podlegać dużej zmianie temperatury podczas formowania. Skutkiem tego są duże naprężenia wewnętrzne, wypaczenie i rozwarstwienie.
Niezwykle ważne zatem podczas druku materiałem PEEK jest zachowanie optymalnych warunków takich jak temperatura dyszy oraz możliwość obróbki cieplnej ze względu na możliwość wykorzystania grzanej komory oraz podgrzewanego stołu roboczego. Zabiegi takie pozytywnie wpływają na końcową wytrzymałość formowanych części.
Wymienione parametry mogą bezpośrednio wpływać na końcową krystaliczność i właściwości mechaniczne takie jak wytrzymałość na rozciąganie czy moduł sprężystości. Druk 3D z kontrolą temperatury ma ogromne znaczenie w zakresie projektowania, zadawania i realizacji różnych stopni krystaliczności oraz właściwości mechanicznych dla różnych części wykonanych z materiału PEEK, nawet w różnych regionach tej samej części.
Optymalnym warunkom druku i przeciwdziałaniu odkształceniom służą systemy struktur podporowych, pomagające utrzymać zadane geometrie i wzmocnić konstrukcje. Parametry technologiczne druku materiałami wysokotemperaturowymi wymagają by materiał podporowy zachowywał podobną odporność temperaturową. po zakończonym procesie druku Szkielet podporowy jest usuwany – najczęściej mechanicznie – co może powodować uszkodzenia modelu. Przeciwdziałając uszkodzeniom przy mechanicznym usuwaniu struktur podporowych, VSHAPER wprowadził na rynek specjalnie zaprojektowany do technologii druku 3D, filament FS11 – materiał podporowy rozpuszczalny w alkalicznym roztworze wodnym. Łatwy w technologii druku materiał FS11 charakteryzuje się silną przyczepnością do materiałów modelowych – co bezpośrednio zapobiega jego rozwarstwieniu. Dodatkowo, oprócz modeli drukowanych w PEEK, może być wykorzystany również w trakcie pracy z PA, PC, ABS / PC, TPE, ASA, ABS lub PET. Co istotne materiał FS11 rozpuszcza się w łagodnym alkalicznym roztworze, który wraz z rozpuszczonym materiałem podporowym w ograniczonych ilościach może być usuwany bezpośrednio przez kanalizację.
Rodzaj materiału podporowego i sposób jego usunięcia ma ogromne znaczenie również z innego powodu. Aby ułatwić oderwanie mechaniczne szkieletu podporowego i ograniczyć uszkodzenia modelu przewiduje się szczelinę powietrzną między ostatnią warstwą podporową, a pierwszą warstwą modelu. Pozwala to zmniejszyć przyczepność obu powierzchni, ale wymaga pewnej wiedzy i dodatkowej pracy inżyniera druku 3d. Ta procedura nie jest konieczna w przypadku rozpuszczalnych materiałów pomocniczych.
Ilość wdrożeń elementów z PEEK z pewnością będzie rosła. Jak widać praca z materiałem PEEK wymaga zaawansowania i przygotowania technologicznego. Jego właściwości i wielość zastosowań w branży medycznej, motoryzacyjnej czy lotniczej zachęcają do zapoznania się z nim bliżej – zatem profesjonalne przygotowanie odpowiedniego środowiska do pracy z tym materiałem z pewnością pomoże w sprawnym i bezawaryjnym druku 3D.
