PEEK的先进FFF:快速刀具加工的充填策略和材料特性
Karim Abbas1, Lukas Hedwig1, Nicolae Balc2
1Department of Mechanical Engineering, University of Applied Sciences Aachen, 52064 Aachen, Germany.
Polymers
|November 14, 2023
概括
使用聚乙乙 (PEEK) 通过合丝制造 (FFF) 进行增材制造,可提供高效的快速工具加工. 优化的灌装策略和减少层厚度显著提高了压力强度,使成本有效的模具生产成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 制造业 工程 制造工程
背景情况:
- 传统的化模具制造面临着短产品生命周期和各种产品变化的挑战.
- 使用高性能聚合物进行增材制造 (AM) 为快速工具化提供了可行的替代方案.
研究的目的:
- 为了评估PEEK中各种充填结构的压力强度,使用化丝制造 (FFF) 进行快速刀具应用.
- 为了比较不同灌装策略的性能,并为PEEK组件构建方向 (Z,XY).
- 为了证明FFF打印的PEEK模具在火山化注塑模具中的应用.
主要方法:
- 研究了带有蜂,网格,三角形,立方体和陀螺填充结构的PEEK标本的压力强度.
- 评估了两个构造方向 (Z和XY),并与PETG样本进行了比较.
- 优化了层厚度 (0.15毫米至0.1毫米) 并应用了热后处理.
主要成果:
- 在100%固体的后处理样本中,达到135.6MPa的峰值压力强度,在Z方向显示20%的改善.
- 不同热带的网格和同热带的立方体填充表现出最佳的时间和机械性能,用于快速工具加工.
- 将层厚度降低到0.1毫米,强度增加了15%.
结论:
- 具有确定参数和充填策略的PEEK的FFF打印使资源效率高的快速工具可以在不损害强度的情况下使用.
- 一种PEEK模具成功地用于室温化注塑成型.
- 快速工具制造中的PEEK可以将工具生产成本降低高达70%.
