南方科技大學(xué)使用盈普超高溫SLS 3D打印機(jī)開發(fā)PEEK高材料及成型工藝

來源：盈普三維

聚醚醚酮（PEEK）和聚醚酮酮（PEKK）作為非金屬3D打印材料中與金屬機(jī)械性能最接近的材料種類之一，擁有很多優(yōu)秀的特性，包括耐高溫、耐化學(xué)、絕緣、阻燃、低摩擦自潤滑、生物相容性、可高溫消殺滅菌等，這些優(yōu)點(diǎn)使它們成為汽車、軍工、航空航天、醫(yī)療等高端應(yīng)用領(lǐng)域的熱門材料。但是高性能聚合物的打印成型是最為困難的，因?yàn)樗鼈儗?duì)成型溫度的要求非�？量蹋�這就需要打印裝備有高超的溫度控制和相關(guān)打印參數(shù)控制能力，同時(shí)要具備良好的穩(wěn)定性。

△SLS打印的PEEK顱骨修復(fù)模型（左）和FDM打印的PEKK通風(fēng)管道模型（右）

盈普作為國內(nèi)領(lǐng)先的工業(yè)級(jí)SLS激光燒結(jié)增材制造設(shè)備制造商，在這方面也有深入研究，推出了打印PEEK材料的SLS激光燒結(jié)設(shè)備——S320HT，通過德國萊茵TüV CE認(rèn)證，并實(shí)現(xiàn)多個(gè)國內(nèi)外客戶的裝機(jī)運(yùn)行。S320HT是目前國內(nèi)成型溫度最高的工業(yè)級(jí)SLS激光燒結(jié)系統(tǒng)，具備以下特點(diǎn)：

1、超高溫激光燒結(jié)打印：粉床和成型缸分別可達(dá)350℃/300℃，可以打印PEEK/PEKK等高溫材料；
2、打印尺寸靈活：S320HT是中小成型尺寸設(shè)備，成型缸內(nèi)尺寸為320×320×380mm，除了材料開發(fā)和工藝開發(fā)以外，還可以用于高性能材料的新品研發(fā)和小批量生產(chǎn)；
3、快速粉體更換：搭配開放式清件及過濾粉單元OBS，可實(shí)現(xiàn)快速清件、粉末過濾和粉體更換，更適合材料及工藝開發(fā)需要；
4、氧濃度監(jiān)控：配備氧濃度監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)顯示設(shè)備內(nèi)部含氧量；
5、 內(nèi)置氮?dú)獍l(fā)生器：無需外置氮?dú)夤藁蛑频獧C(jī)，減少不必要的麻煩和成本；
6、指定高度區(qū)域溫度可調(diào)：提升擺放的自由度及成型空間利用率；
7、靈活加減件：供粉缸體和高溫腔體分離，在打印過程中隨時(shí)添加粉體和零件，意味著當(dāng)有臨時(shí)加急打印訂單時(shí)，可以直接添加到正在打印的設(shè)備當(dāng)中，而無需等待下一次開機(jī)打�。�
8、優(yōu)化刮刀鋪粉裝置：刮刀無需調(diào)平，智能雙刮刀鋪粉裝置對(duì)材料兼容性更強(qiáng)，可以打印尼龍12、尼龍11、尼龍6、TPU、PP GF、玻纖增強(qiáng)尼龍、碳纖維增強(qiáng)尼龍、鋁粉增強(qiáng)尼龍、PEEK/PEKK等；
9、超高的材料復(fù)用率：在回收粉中添加20%的新粉即可達(dá)到優(yōu)秀的性能（PA12）。

△盈普S320HT超高溫SLS 3D打印系統(tǒng)和OBS清粉單元

在盈普超高溫SLS打印設(shè)備S320HT的國內(nèi)用戶中，南方科技大學(xué)是在教育領(lǐng)域具有代表性的單位。南科大位于廣東省深圳市，是國家“雙一流”建設(shè)高校、國家高等教育綜合改革試驗(yàn)校、廣東省高水平理工科大學(xué)、廣東省高水平大學(xué)。最終使用院系是機(jī)械與能源工程系，該系的主要研究方向包括：智能制造、成形制造及3D打印、精密加工技術(shù)、軟物質(zhì)設(shè)計(jì)與制造及能源工程、機(jī)器人與自動(dòng)化。擁有包括電子束、激光、光固化、熱熔融、粘結(jié)劑粘接等全套3D打印機(jī)和3D掃描教學(xué)及科研設(shè)備，以及相關(guān)設(shè)計(jì)及模擬軟件。

△南科大機(jī)械與能源工程系使用的盈普S320HT

目前盈普高溫SLS 3D打印機(jī)S320HT由機(jī)械與能源工程系/深圳市高機(jī)能材料增材制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室共同使用，團(tuán)隊(duì)利用該設(shè)備為平臺(tái)，自行開發(fā)的PEEK高分子材料及成型工藝，主要科研及應(yīng)用方向包括醫(yī)療植入、生物培養(yǎng)、高端制造等，取得一定的進(jìn)展。實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可控的打印過程，獲得性能優(yōu)異的制件，具有較高產(chǎn)業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)化潛力。

△科研團(tuán)隊(duì)使用S320HT打印的各類模型

△科研團(tuán)隊(duì)使用S320HT打印的測試件和測試結(jié)果

針對(duì)科研類用戶，還可以定制150×150mm幅面的小型超高溫設(shè)備，降低材料和工藝開發(fā)的材料成本和時(shí)間成本，為用戶打造科研專機(jī)。同時(shí)，盈普?qǐng)F(tuán)隊(duì)也在加速開發(fā)PEKK材料，相信不久后就可以正式推出，屆時(shí)可以為航空航天、軍工、汽車等行業(yè)用戶提供更多更好的高性能材料選擇。