Polyetheretherketone (הידוע בכינויו PEEK) הוא תרמופלסטי חצי גבישי הידוע בתעשיית הייצור בשל תכונותיו המכניות. זה היה חומר פופולרי בייצור תוסף במשך כמה שנים וכעת הוא זמין בצורת נימה עבור כל מכונות FDM/FFF, ואנחנו מתחילים לראות צורת אבקה לשימוש בתהליכי SLS. בשימוש בעיקר בתחום התעופה, הרפואה והרכב, PEEK הוא עמיד בחום, עמיד בפני שחיקה, ויכול להחליף מתכות מסוימות בשל יחס המשקל/חוזק שלו. שימו לב שזהו חומר הדפסה תלת מימד תובעני, קשה להדפסה ודורש תנאים מוקדמים מסוימים. אז מה הם המאפיינים של PEEK בהדפסת תלת מימד?
ייצור ומאפיינים של PEEK
PEEK שייכת למשפחת PAEK (פוליאריל אתר קטון), הידועה בתכונות התרמו-מכניות הגבוהות שלה. אם נסתכל על הפירמידה של פולימרים שונים בתעשייה, PEEK נמצאת בראש קטגוריית הפולימרים בעלי הביצועים הגבוהים. המבנה המולקולרי שלו מורכב מקטון אחד ושני אתרים, שהם תרכובות אורגניות ממשפחת הקרבונילים ומכילות קשרים כפולים בין אטומי פחמן לאטומי חמצן. הוא הושק לראשונה בסוף שנות ה-70 ומשך במהירות עניין בתחומים כמו תעופה או אלקטרוניקה בשל ביצועיו המצוינים. אם אנו מעוניינים במבנה שלו, שימו לב שמדובר בפולימר חצי גבישי, כלומר כ-30% ממסת החומר מתגבשת בתהליך ההדפסה. כאשר הוא נמס, המולקולות שלו מתיישרות חלקית יחד תחת פעולת החום, ויוצרות סדר מסוים עד שהן מתמצקות לחלוטין. זה מאפשר לשמור על התכונות המכניות שלו במיוחד כאשר הטמפרטורה עולה. אמנם למבנה חצי גבישי זה יש יתרונות רבים, כדאי לדעת שביצור תוסף זה כרוך בתהליך הדפסה מורכב יותר: PEEK הוא חומר טכני ביותר הדורש ניסיון ומכונות מתאימות.
יישום של PEEK בהדפסת תלת מימד
בעת הדפסת תלת מימד, יש לשלוט בתהליך התגבשות PEEK. למעשה, חלק מהחומר יתגבש, וישנה את צפיפות החומר. לכן יש להקפיד על רמות טמפרטורות גבוהות – אקסטרוזיות, יריעות וקונכיות – ולהימנע מכל תנודות בטמפרטורות אלו. כדי להדפיס PEEK בתלת מימד, יש צורך במדפסת תלת מימד המצוידת באקסטרודר שיכול להגיע לטמפרטורות של 400 מעלות צלזיוס, בית שמתחמם ל-120 מעלות צלזיוס ופלטת חימום שמגיעה ל-230 מעלות צלזיוס כדי להפריד נכון בין חלקים ולמנוע עיוות. מבחינת תגובות כימיות, החומר משנה את צפיפותו במהלך תהליך ההדפסה ואז מתכווץ כשהוא מתקרר.
לְפַתֵחַ
אם PEEK הוא חומר תובעני ביותר, יש לומר גם שהוא מציע ליצרנים תכונות מכניות וכימיות מעניינות מאוד: הוא עמיד מאוד בפני חום ובלאי, בעל עמידות כימית גבוהה, ניתן לעקר ובעל תכונות דיאלקטריות. ל-PEEK יש גם יחס משקל-חוזק גבוה יותר והוא משמש לרוב להחלפת מתכות מסוימות. לבסוף, PEEK הוא מעכב בעירה, מה שיהפוך אותו לחומר הדפסת תלת מימד מעניין עבור אזורים כגון תעופה וחלל שבהם מגבלות אש/עשן חמורות. אם נשווה את זה עם תרמופלסטיות אחרות עם ביצועים גבוהים, PEEK עולה על ULTEM מבחינת חוזק מכני.
אזורי יישום שונים
PEEK בהדפסה תלת מימדית מעניינת במיוחד עבור התחום הרפואי: היא תואמת ביולוגית וניתנת לסטריליזציה וניתן להשתמש בה במספר יישומים, כולל ייצור שתלים מותאמים אישית. למעשה, ל-PEEK יש תכונות דומות לעצם האנושית: שתלים מודפסים בתלת-ממד באמצעות PEEK יכולים לקדם שחזור של רקמות סביב השתל, ובכך להאיץ את שילוב האוסאואינטגרציה. חברות מסוימות פונות גם להדפסת תלת מימד עם PEEK כדי לעצב מכשירים רפואיים מותאמים אישית, כגון FossiLabs.
תעופה וחלל ורכב הם גם שווקים נפוצים להדפסת PEEK 3D. ייצור תוסף מאפשר לייצר חלקים יעילים יותר, קלים יותר, מותאמים אישית ולפי דרישה: יחד עם שימוש בחומרים בעלי ביצועים גבוהים, זה הופך למעניין עוד יותר. PEEK תספק התנגדות לבלאי וטמפרטורה מוגברת תוך ייעול המשקל, שהוא מרכיב מפתח בתחום מסוג זה. חלקים עשויים מ-PEEK כבר נשלחו לחלל. הוכח שחומר זה יכול לספק את התחומים התובעניים ביותר.
