设计和修改材料挤出3D打印机以制造功能梯度PEEK元件

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 增材制造 增材制造 增材制造
• 聚合物科学 聚合物科学

背景情况:

• 聚合物科学的进步使新的材料特性和制造技术成为可能.
• 增材制造为创建复杂的几何形状和定制零件提供了独特的能力.

研究的目的:

• 设计和开发一种材料挤出添加剂制造装置,用于生产功能分级聚乙烯基 (PEEK).
• 研究在PEEK 3D打印过程中控制微观结构的策略,特别是晶体性.

主要方法:

• 开发一个定制的材料挤出增材制造设备.
• 实施五种热控制策略,以影响室温和PEEK结晶度.
• 扫描电子显微镜 (SEM) 分析珠子的相互作用,多孔性和层间粘合.
• 功能测试用于评估结晶性,粘附性和机械行为.

主要成果:

• 确定炉冷却和回火是实现高PEEK结晶度的最有效方法.
• 量化的孔隙度和层间粘合强度对于零件质量至关重要.
• 成功打印了一个功能分级的圆柱形部分,具有明显的低和高晶体区域.

结论:

• 开发的增材制造设备可以生产功能分级的PEEK材料.
• 印刷过程中的热控制显著影响PEEK微观结构和机械性能.
• 优化的冷却和回火策略是提高增材制造中的PEEK零件性能的关键.