PEEK材料激光燒結機型的設計研究案例！

    在過去的2018年中，來自俄羅斯的莫斯科國立工業大學“斯坦金”和俄羅斯科學院列別捷夫物理研究所（均是前蘇聯時代就已有地位的高校和研究機構。）就做了一些PEEK激光燒結工藝的研究，并做了一些嘗試，發表在期刊《machines》，讓小編帶大家看看他們進展如何？

首先文章開始簡單介紹了下，SLS技術和PEEK材料應用前景。

PEEK(聚醚醚酮)塑膠原料是芳香族結晶型熱塑性高分子材料,其熔點為300℃以上,具有機械強度高、耐高溫、耐沖擊、阻燃、耐酸堿、耐水解、耐磨、耐疲勞、耐輻照及良好的電性能。這些在工業、軍事、醫療、賽車運動都有很好的前景，而利用3D打印加工，一般sls或FDM技術實現，從成型原理來說，SLS雖然成本較高，但是十分符合高端制造的要求，成型工藝局限也相對較小，是一種良好，且美德兩國均走通的道路。再加之拓撲優化的輕量化設計，將在航天航空中，有效減少飛行器載荷，提高性能，是一種，俄羅斯迫切需要公關的技術。小編找一些圖片大家感受下PEEK材料的卓越能力。

之后他們分析模擬燒結PEEK材料主要強國的進程（美、德兩國），并以德國一家SLS商業PEEK機型作為參照。他們指出由于軟件限制，導致德國企業只能使用一種PEEK材料，這對于研究機構或用戶來說，限制性是比較大的。他們這項研究也是旨在為俄羅斯和其他企業，探索出一條自主、開放的材料選擇之路。根據目前現有的資金、和物料基礎，并大致設想出一個概念草圖。其主要結構如下：

• 成型尺寸500X500X300mm

• 能燒結多種PEEK材料

• 預熱的粉層加熱到385度與精度±2度

• 氮氣保護濃度99.8%

• 精度±10µm

• 倉體可以整體保持緩慢冷卻

• 激光燒結方式可以高斯變換、反向高斯變換等

• 機身、振鏡等部件要抗熱要求。

通過幾輪討論和修改終于滿足了最終設計和制造出了樣機。

解析：從這張3D設計裝配圖看出，雖然五臟俱全，但由于是原型機，電氣保護和模塊化概念，暫時沒有得到加強，紅圈畫出的留出隔熱層和隔熱板，是為了保護其他電氣部分。這點小編設想是否能填充汽車隔熱棉等材料來壓縮這些部件距離，從而減少空間上的浪費。

解析：我們看到莫工大還是有一些，創新的點使用了伺服電機控制的螺紋絲桿來控制平臺升降，取代一部分傳統企業的皮帶來控制平臺升降的方式。這也是國內同類設備如TPM3d盈普的主流的選擇。以及雙側刮刀鋪粉方式來提升工作速度的效率。

雙側刮刀來回往返減少打印工作行程，從而節省了時間，而且保養便宜。

圖為：光學工作部件的光路圖原理和燒結方式

一些設備采購自目前主流成熟的產品。所以性能調教相對保守。80W的激光源、可提供高斯、Top-had、反向高斯三種燒結方式，這點為燒結晶相，提供多種選擇。

圖為：除去保護殼的原型機正在安裝和調試

圖為：原型機打印的PEEK測試零件

最終這些零件做了一些測試，性能如下：

研究者稱雖然紙面上還是沒有達到現有其他廠家的性能，這是由于目前研究者測試項目設備還不夠齊全，但這次嘗試成功證明了一些新結構的可靠性和多熱場設置的可行性。為下一階段的繼續改進調試。提供了良好的測試平臺。目前如2018年1月發布TPM3D的高溫SLS激光燒結機型如S320HT，也突破了這些技術難關，基本可以滿足上述設計要求。并已經初步制造出來自己的PEEK打印品，即將在2019年TCT上發布。

圖為：國產TPM3D自研機型和材料打印的peek個性化零件

小編從這些也透露信息看出來，目前美、德、俄等國，多對PEEK3D打印未來進行積極的技術儲備。結合目前國內的發展來說，我們國內的一些企業也緊跟這一趨勢，有望在未來國際競爭中，占領一席之地。

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