用3D打印聚合物代替金属
发布时间：2023/01/16
- 访问量：
【概要描述】 用聚合物代替金属不仅是可能的，而且变得越来越普遍。当前一代的高性能聚合物和复合材料具有与铝相似的机械性能，但重量仅为铝的一小部分。此外，使用AON M2+等高温3D打印机从这些聚合物增材制造零件的能力，通过降低传统制造方法的复杂货时间和成本限制，推动了进一步的采用。
在本文中，我们解释了金属和聚合物之间的结构差异如何影响其体积特性，并讨论了已经在一些最苛刻的应用中用于替代金属的两种聚合物。
用于航空航天的ULTEM™ 9085 Y型管道在AON M2+上3D打印，可在不牺牲零件强度或耐热性的情况下大幅减轻重量
金属和聚合物的区别是什么？
在我们讨论哪种聚合物适合替代金属之前，我们需要设定正确的期望。一些公司可能会夸大高性能聚合物的能力，而没有考虑到金属和聚合物的根本不同。区别如下：
聚合物
3D打印聚合物是热塑性塑料，由彼此化学分离的聚合物链组成（链之间没有分子键）。这些链条在物理上缠绕在一起，为整个材料提供了机械完整性。链还可以组织并折叠成晶体结构，由于更大的分子间相互作用力，晶体结构更难拉开。这就是为什么与无定形聚合物相比，半结晶聚合物在强度和刚度方面更好。
具有结晶和非晶区域的半结晶聚合物微观结构图
五金
如果你把一种普通的金属放在显微镜下，你会看到一个类似于下图A的结构。金属由小晶粒组成，其中每个晶粒由一个晶格组成（图B）。这些晶体由一系列金属原子组成，这些金属原子通过牢固的金属键连接。原子的结合和组织成晶体是金属天然坚固和坚硬的原因。通常，这些晶粒的大小和方向彼此不同，这两者都会影响金属的体积特性
金属微观结构图，显示晶粒由在晶界相遇的单个晶体结构组成。
总之，半结晶聚合物部分由晶体制成，而金属包含许多取向不同的晶体（颗粒）。由于热塑性聚合物链是化学分离的，因此吸引力比金属中晶体之间的金属键弱。因此，金属更耐弹性变形（更硬），通常更耐温。这就是为什么金属一直是机械和热应用的默认选择的原因。但随着我们设计出更先进的热塑性塑料，有效强度开始与金属相匹配，在某些情况下甚至超过金属。
两种合适的金属替代材料：PEEK和ULTEM™
PEEK和ULTEM™ 9085是两种最受欢迎的聚合物，已被考虑用于替代金属。下图将这些材料与铝6061进行了比较，铝6061是一种用于飞机结构，汽车零件，海洋结构和消费品制造的合金。CF PEEK含有10%的碳纤维，可提高基线PEEK的强度和刚度。在这些行业中，金属替代可以显着减轻重量，同时保持所需的机械和热性能。此外，与普通在役金属相比，这些高温热塑性塑料具有优异的耐化学性和耐腐蚀性。
比强度用于评估材料的拉伸强度与其密度的比较。热塑性塑料的较高比强度允许重量更轻的部件，同时保持与金属相同的强度特性。
连续使用温度基于给定的行业标准和制造商技术表的每种材料的允许工作温度。
我们可以看到PEEK和ULTEM™减轻了50-60%的重量，同时保持了高强度和高耐热性。替代金属意味着运输业可以节省更多燃料、降低碳排放或提高有效载荷能力。此外，这些材料具有高耐化学性、高抗冲击性，符合 UL94-V0 可燃性等级，并符合 FAR 25.853 火焰、烟雾和毒性 （FST） 要求，这是航空航天和海军应用的要求。
如何3D打印PEEK和ULTEM™
简单地3D打印高性能材料并不能保证零件具有报告的机械，热和化学性能。为了匹配这些特性，所选的3D打印机需要一个精确控制的高温构建室（最低132°C），500°C挤出机和可配置的打印表面。在低于 132°C 的温度下打印会显著降低零件强度和耐化学性，并且需要进一步退火，其中翘曲是不可避免的。AON M2+是一款大型高温工业3D打印机，经过优化，使PEEK和ULTEM™ 9085等高性能材料3D打印变得简单易用。
源文来源网络
用3D打印聚合物代替金属
【概要描述】 用聚合物代替金属不仅是可能的，而且变得越来越普遍。当前一代的高性能聚合物和复合材料具有与铝相似的机械性能，但重量仅为铝的一小部分。此外，使用AON M2+等高温3D打印机从这些聚合物增材制造零件的能力，通过降低传统制造方法的复杂货时间和成本限制，推动了进一步的采用。
在本文中，我们解释了金属和聚合物之间的结构差异如何影响其体积特性，并讨论了已经在一些最苛刻的应用中用于替代金属的两种聚合物。
用于航空航天的ULTEM™ 9085 Y型管道在AON M2+上3D打印，可在不牺牲零件强度或耐热性的情况下大幅减轻重量
金属和聚合物的区别是什么？
在我们讨论哪种聚合物适合替代金属之前，我们需要设定正确的期望。一些公司可能会夸大高性能聚合物的能力，而没有考虑到金属和聚合物的根本不同。区别如下：
聚合物
3D打印聚合物是热塑性塑料，由彼此化学分离的聚合物链组成（链之间没有分子键）。这些链条在物理上缠绕在一起，为整个材料提供了机械完整性。链还可以组织并折叠成晶体结构，由于更大的分子间相互作用力，晶体结构更难拉开。这就是为什么与无定形聚合物相比，半结晶聚合物在强度和刚度方面更好。
具有结晶和非晶区域的半结晶聚合物微观结构图
五金
如果你把一种普通的金属放在显微镜下，你会看到一个类似于下图A的结构。金属由小晶粒组成，其中每个晶粒由一个晶格组成（图B）。这些晶体由一系列金属原子组成，这些金属原子通过牢固的金属键连接。原子的结合和组织成晶体是金属天然坚固和坚硬的原因。通常，这些晶粒的大小和方向彼此不同，这两者都会影响金属的体积特性
金属微观结构图，显示晶粒由在晶界相遇的单个晶体结构组成。
总之，半结晶聚合物部分由晶体制成，而金属包含许多取向不同的晶体（颗粒）。由于热塑性聚合物链是化学分离的，因此吸引力比金属中晶体之间的金属键弱。因此，金属更耐弹性变形（更硬），通常更耐温。这就是为什么金属一直是机械和热应用的默认选择的原因。但随着我们设计出更先进的热塑性塑料，有效强度开始与金属相匹配，在某些情况下甚至超过金属。
两种合适的金属替代材料：PEEK和ULTEM™
PEEK和ULTEM™ 9085是两种最受欢迎的聚合物，已被考虑用于替代金属。下图将这些材料与铝6061进行了比较，铝6061是一种用于飞机结构，汽车零件，海洋结构和消费品制造的合金。CF PEEK含有10%的碳纤维，可提高基线PEEK的强度和刚度。在这些行业中，金属替代可以显着减轻重量，同时保持所需的机械和热性能。此外，与普通在役金属相比，这些高温热塑性塑料具有优异的耐化学性和耐腐蚀性。
比强度用于评估材料的拉伸强度与其密度的比较。热塑性塑料的较高比强度允许重量更轻的部件，同时保持与金属相同的强度特性。
连续使用温度基于给定的行业标准和制造商技术表的每种材料的允许工作温度。
我们可以看到PEEK和ULTEM™减轻了50-60%的重量，同时保持了高强度和高耐热性。替代金属意味着运输业可以节省更多燃料、降低碳排放或提高有效载荷能力。此外，这些材料具有高耐化学性、高抗冲击性，符合 UL94-V0 可燃性等级，并符合 FAR 25.853 火焰、烟雾和毒性 （FST） 要求，这是航空航天和海军应用的要求。
如何3D打印PEEK和ULTEM™
简单地3D打印高性能材料并不能保证零件具有报告的机械，热和化学性能。为了匹配这些特性，所选的3D打印机需要一个精确控制的高温构建室（最低132°C），500°C挤出机和可配置的打印表面。在低于 132°C 的温度下打印会显著降低零件强度和耐化学性，并且需要进一步退火，其中翘曲是不可避免的。AON M2+是一款大型高温工业3D打印机，经过优化，使PEEK和ULTEM™ 9085等高性能材料3D打印变得简单易用。
源文来源网络
- 分类： 产业应用
- 发布时间：2023-01-16 15:04
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用聚合物代替金属不仅是可能的，而且变得越来越普遍。当前一代的高性能聚合物和复合材料具有与铝相似的机械性能，但重量仅为铝的一小部分。此外，使用AON M2+等高温3D打印机从这些聚合物增材制造零件的能力，通过降低传统制造方法的复杂货时间和成本限制，推动了进一步的采用。
在本文中，我们解释了金属和聚合物之间的结构差异如何影响其体积特性，并讨论了已经在一些最苛刻的应用中用于替代金属的两种聚合物。
用于航空航天的ULTEM™ 9085 Y型管道在AON M2+上3D打印，可在不牺牲零件强度或耐热性的情况下大幅减轻重量
金属和聚合物的区别是什么？
在我们讨论哪种聚合物适合替代金属之前，我们需要设定正确的期望。一些公司可能会夸大高性能聚合物的能力，而没有考虑到金属和聚合物的根本不同。区别如下：
聚合物
3D打印聚合物是热塑性塑料，由彼此化学分离的聚合物链组成（链之间没有分子键）。这些链条在物理上缠绕在一起，为整个材料提供了机械完整性。链还可以组织并折叠成晶体结构，由于更大的分子间相互作用力，晶体结构更难拉开。这就是为什么与无定形聚合物相比，半结晶聚合物在强度和刚度方面更好。
具有结晶和非晶区域的半结晶聚合物微观结构图
五金
如果你把一种普通的金属放在显微镜下，你会看到一个类似于下图A的结构。金属由小晶粒组成，其中每个晶粒由一个晶格组成（图B）。这些晶体由一系列金属原子组成，这些金属原子通过牢固的金属键连接。原子的结合和组织成晶体是金属天然坚固和坚硬的原因。通常，这些晶粒的大小和方向彼此不同，这两者都会影响金属的体积特性
金属微观结构图，显示晶粒由在晶界相遇的单个晶体结构组成。
总之，半结晶聚合物部分由晶体制成，而金属包含许多取向不同的晶体（颗粒）。由于热塑性聚合物链是化学分离的，因此吸引力比金属中晶体之间的金属键弱。因此，金属更耐弹性变形（更硬），通常更耐温。这就是为什么金属一直是机械和热应用的默认选择的原因。但随着我们设计出更先进的热塑性塑料，有效强度开始与金属相匹配，在某些情况下甚至超过金属。
两种合适的金属替代材料：PEEK和ULTEM™
PEEK和ULTEM™ 9085是两种最受欢迎的聚合物，已被考虑用于替代金属。下图将这些材料与铝6061进行了比较，铝6061是一种用于飞机结构，汽车零件，海洋结构和消费品制造的合金。CF PEEK含有10%的碳纤维，可提高基线PEEK的强度和刚度。在这些行业中，金属替代可以显着减轻重量，同时保持所需的机械和热性能。此外，与普通在役金属相比，这些高温热塑性塑料具有优异的耐化学性和耐腐蚀性。
比强度用于评估材料的拉伸强度与其密度的比较。热塑性塑料的较高比强度允许重量更轻的部件，同时保持与金属相同的强度特性。
连续使用温度基于给定的行业标准和制造商技术表的每种材料的允许工作温度。
我们可以看到PEEK和ULTEM™减轻了50-60%的重量，同时保持了高强度和高耐热性。替代金属意味着运输业可以节省更多燃料、降低碳排放或提高有效载荷能力。此外，这些材料具有高耐化学性、高抗冲击性，符合 UL94-V0 可燃性等级，并符合 FAR 25.853 火焰、烟雾和毒性 （FST） 要求，这是航空航天和海军应用的要求。
如何3D打印PEEK和ULTEM™
简单地3D打印高性能材料并不能保证零件具有报告的机械，热和化学性能。为了匹配这些特性，所选的3D打印机需要一个精确控制的高温构建室（最低132°C），500°C挤出机和可配置的打印表面。在低于 132°C 的温度下打印会显著降低零件强度和耐化学性，并且需要进一步退火，其中翘曲是不可避免的。AON M2+是一款大型高温工业3D打印机，经过优化，使PEEK和ULTEM™ 9085等高性能材料3D打印变得简单易用。
源文来源网络
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普立得科技成立于2004年，专注于工业级3D打印机与三维扫描，同时我们也是ZEISS GOM代理商，并提供3D打印及扫描的代工整合服务，特此加值整合相关软体，包含拓扑优化设计 、医疗影像分析、逆向工程 、3D检测等，期望推进积层制造的使用习惯为生产带来更多价值。
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