محققان روشی را برای چاپ سه بعدی مواد PEEK با دمای بالا با استفاده از فناوری DLP پیشنهاد کرده اند.
PEEK به دلیل استحکام، وزن سبک و مقاومت شیمیایی یکی از مطلوب ترین مواد مهندسی برای ساخت افزودنی ها می باشد. برای کاربردهای هوافضا ایده آل است و حتی می تواند در شرایط خاص جایگزین قطعات فلزی شود.
دو رویکرد فعلی برای چاپ سه بعدی PEEK وجود دارد. تا کنون محبوب ترین استفاده از فناوری FFF است. فیلامنت PEEK لایه به لایه گرم و اکسترود می شود. با این حال، چالش هایی وجود دارد.
فیلامنت PEEK برای دستیابی به بهترین کیفیت چاپ باید کاملاً خشک باشد و این مستلزم استفاده از سیستم های خشک کن است. اینها گاهی اوقات در تجهیزات ادغام می شوند، اما به عنوان لوازم جانبی مستقل نیز در دسترس هستند.
مسئله دیگر گرمای مورد نیاز است. PEEK نقطه ذوب بسیار بالاتری نسبت به مواد پرینت سه بعدی معمولی دارد و بنابراین به انتهای داغی نیاز دارد که می تواند به 400 درجه سانتیگراد یا بیشتر برسد. علاوه بر این، PEEK هنگام چاپ تمایل به تاب برداشتن دارد، بنابراین محفظه ساخت باید بسیار بالاتر از سطوح معمولی گرم شود. به دلیل این دلایل، اساساً چاپ سه بعدی PEEK در پرینترهای سه بعدی رومیزی معمولی غیرممکن است.
حالا ممکن است راهی برای این کار وجود داشته باشد.
محققان امکان ایجاد یک “جوهر PEEK” ویژه را برای استفاده در چاپگر سه بعدی رزینی DLP بررسی کردند.
ایجاد رزین های هیبریدی در واقع یک عمل رایج است. مدتهاست که شناخته شده است که به عنوان مثال، ذرات سرامیکی را می توان با رزین ها برای چاپ اشیاء “سبز” سرامیکی مخلوط کرد. اینها پس از چاپ در کوره پخته می شوند تا پلیمر بسوزد و ذرات سرامیکی با هم تف جوشی شوند.
آیا می توان چنین کاری را با PEEK انجام داد؟ به نظر می رسد که نه تنها ممکن است، بلکه در واقع نتایج بسیار خوبی ایجاد می کند.
محققان ابتدا رزین مخصوص را با ترکیب یک رزین فوتوپلیمر معمولی با پودر PEEK تهیه کردند. آنها گلوله های استاندارد PEEK را با آسیاب گلوله ای سیاره ای به پودر بسیار ریز تبدیل کردند. اینها با هم مخلوط شدند و به دوغاب PEEK 60 درصد وزنی تبدیل شدند که برای چاپ 405 نانومتری DLP استفاده شد.
پس از چاپ، قسمت سبز رنگ پس از پردازش در کوره صدا خفه کن قرار گرفت. این عملیات تک مرحله ای هم پلیمر را حذف کرد و هم ذرات PEEK را با هم تف جوشی کرد.
آنها دریافتند که چاپ‌هایی که با پارامترهایی که توسعه داده‌اند، کیفیت عالی دارند و می‌توان به وضوح بالایی دست یافت. آنها می نویسند:
جوهر PEEK آماده شده برای فرآیند چاپ سه بعدی DLP مناسب است. تست‌های فرآیند نشان می‌دهند که، تحت پارامترهای معقول، دقت چاپ آن از سیستم رزین حساس به نور پیشی می‌گیرد، به وضوح نظری DMD در چاپگر سه بعدی DLP تجاری مورد استفاده می‌رسد و به طور موثر معماری انبوه پیچیده را ایجاد می‌کند.
نتیجه می گیرند:
“نتایج نشان می دهد که فرآیند پیشنهادی می تواند از عملکرد مواد PEEK به طور کامل استفاده کند و در عین حال به پردازش معماری با دقت بالا، انعطاف پذیر و آسان برای استقرار دست می یابد.”
دقت نشان می دهد که می توان قطعات کوچک و پیچیده PEEK را ساخت که در حال حاضر با استفاده از فرآیندهای FFF قابل دستیابی نیستند.
این یک پیشرفت بسیار مهم است، زیرا این روش دیگری را برای تولید قطعات PEEK نشان می دهد که می تواند کاملاً در دسترس باشد. در تئوری، حتی اپراتورهای چاپگرهای سه بعدی خانگی نیز می توانند از این روش استفاده کنند، اگرچه نیاز به دسترسی به یک سرویس تف جوشی دارند.
از طریق Arxiv (PDF)
منبع: https://www.fabbaloo.com/news/new-dlp-based-technique-could-make-high-temperature-peek-3d-printing-more-accessible
