العربية 
كـ تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد تتحول من النماذج الأولية السريعة إلى إنتاج الأجزاء النهائية ، فإن الطلب على مواد الطباعة عالية الأداء ينمو. بصفته بلاستيك هندسي متطور ، أصبح polyetherimide (PEI) مثاليًا مادة الطباعة ثلاثية الأبعاد في الفضاء ، وتصنيع السيارات ، والأجهزة الطبية وغيرها من الحقول الناتجة عن الاستقرار الحراري الممتاز ، والقوة الميكانيكية والمقاومة الكيميائية. ستستكشف هذه المقالة بشكل شامل عملية التحضير ، ومزايا الأداء ، وتكنولوجيا التعديل و التطبيقات الصناعية من خيوط PEI ، التحليلات الحالية وتطوير المستقبل ، وتزويد المهندسين والتقنيين في الفائدة. المواد.
pei vs نظرة خاطفة: The Ultimate High-Templament Showdown
في المواجهة القصوى للخيوط عالية الحرارة بين PEI و PEEK ، يمكننا إجراء مقارنة مفصلة من ثلاثة جوانب: بيانات الأداء ، واختلافات التكلفة ، وسيناريوهات التطبيق.
| قارن العناصر | PEI (polyetherimide) | PEEK (polyetheretherketone) |
|---|---|---|
| درجة حرارة انحراف الحرارة (HDT) | 210 درجة مئوية （ASTM D648 ، 0.45MPa load） | 143 درجة مئوية （نفس الشروط） |
| نقطة انصهار | 260-280 درجة مئوية | 343 درجة مئوية |
| درجة حرارة الانتقال الزجاجي | 217 درجة مئوية | 143 درجة مئوية |
| قوة الشد | 110mpa （ISO 527） | 100MPa （ISO 527） |
| الكثافة | 1.2-1.4 جم/سم | 1.30 جم/سم （ISO 1183） |
| التكلفة | 300 دولار/كيلوغرام （تخفيض التكلفة بعد التوطين） | 1500/kg （أسعار الاستيراد أعلى） |
| سيناريوهات التطبيق | التصميمات الداخلية للفضاء ، إلكترونيات السيارات ، الأجهزة الطبية ، الأجهزة البصرية | مكونات درجة الحرارة القصوى ، والأجهزة المتوافقة بيولوجيًا ، ومحامل التشحيم الذاتي ، والأجزاء الهيكلية المقاومة للتآكل |
| المزايا | مقاومة حرارة ممتازة ، مقاومة كيميائية ، خصائص ميكانيكية ، فعالية من حيث التكلفة عالية | تحمل درجة الحرارة القصوى ، التوافق الحيوي ، التقييد الذاتي ، مقاومة الإشعاع |
| حالات التطبيق النموذجية | إطارات مقاعد الطائرات ، أقواس مستشعرات السيارات ، غرسات العظام ، موصلات الألياف البصرية | البطانات الصاروخية ، المفاصل الاصطناعية ، محامل الروبوت الصناعية ، صمامات محطة الطاقة النووية |
| أداء المعالجة | صب الحقن ، البثق ، صب الضرب وطرق معالجة القولبة الأخرى تتطلب التجفيف المسبق | تفاعل بلمرة عالية وارتفاع لزوجة اللزوجة ، انخفاض معدلات المعدات واستهلاك الطاقة |
| فعالية التكلفة على المدى الطويل | في الحقول الراقية (مثل الفضاء ، المعدات الطبية) ، فإن فعالية التكلفة الشاملة ملحوظة | على الرغم من التكلفة الأولية العالية ، فإن مزايا الأداء في البيئات القاسية تجعلها لا يمكن الاستغناء عنها |
كيفية طباعة PEI بدون طابعة صناعية بقيمة 10 آلاف دولار؟
طباعة ثلاثية الأبعاد من polyetherimide (PEI/ultem) تتطلب عادة معدات ذات درجة حرارة عالية من الدرجة الصناعية (مثل سلسلة stratasys fortus ، والتي تكلف أكثر من 100،000 يوان) ، من خلال تعديل المكتب المعقول ، دولارات. فيما يلي خطط التعديل والتفاصيل الفنية.
1. برنامج التحويل
ترقيات Hotend
- النهاية الساخنة All-Metal: فوهة فولاذية صلبة: استبدال فوهة فولاذية صلبة مع مقاومة درجة الحرارة 400 درجة مئوية لضمان عدم تشوه الفوهة أو التالف في درجات حرارة عالية.
تسخين الغرفة
تعديل السرير الحراري
- قم بتثبيت لوحة الألمنيوم MIC6: أضف لوحة من الألومنيوم MIC6 إلى السرير الساخن لتحسين التسطيح والتوصيل الحراري للسرير الساخن.
- وسادة السيليكون عالية الحرارة: استخدم وسادة السيليكون عالية درجة الحرارة لثلاث درجة حرارة.
2. قائمة التكوين الاقتصادية (التكلفة الإجمالية <1500 دولار)
خطة التعديل على أساس creality ender 3:
| جزء | المواصفات/المواصفات | السعر |
|---|---|---|
| جسم الطابعة | creality ender 3 （المستعملة） | $ 150 |
| جميع الطرف الساخن المعدني | شريحة البعوض ماغنوم | $ 150 |
| السرير الساخن ارتفاع درجة الحرارة | لوحة الألومنيوم MIC6 + وسادة تسخين السيليكون | 100 دولار |
| نظام تسخين الغرفة | لوحة تسخين سيراميك + وحدة تحكم PID | 120 دولارًا |
| ترقية البرامج الثابتة | klipper （دعم ضبط درجة الحرارة العالية） | $ 0 （Open Source） |
| المجموع | $ 520 |
3. تحسين معلمة الطباعة (أخذ Ultem 9085 كمثال)
| المعلمة | القيمة الموصى بها | الوصف |
|---|---|---|
| درجة حرارة الفوهة | 370-385 درجة مئوية | ستؤدي درجة حرارة منخفضة للغاية إلى رابط ضعيف بين الطبقات |
| درجة حرارة السرير الساخنة | 140 درجة مئوية | يجب تسخين لوحة الألمنيوم MIC6 لمدة 30 دقيقة |
| سرعة الطباعة | 40 مم/ثانية （الجدار الخارجي） ， 60 مم/s （ملء） | قد تؤدي السرعة العالية إلى عدم كفاية البثق |
| ارتفاع الطبقة | 0.15-0.25 مم | توصي الدقة العالية 0.1 مم |
| مروحة التبريد | الإغلاق | يجب تبريد PEI ببطء |
PEI post-processing: من النموذج الأولي إلى درجة الفضاء
1. عملية الصلب
- خطوة الصلب: التدفئة إلى 220 درجة مئوية بمعدل 20 درجة مئوية/ساعة ، تليها 4 ساعات من الحفاظ على الحرارة ، وبالتالي القضاء على 98 ٪ من الإجهاد الداخلي
- التغييرات الأبعاد: انكماش محور X/Y بنسبة 0.8 ٪ ، في حين أن تمدد محور Z بنسبة 0.3 ٪ (يجب إجراء تعويض التصميم مقدمًا)
- حل منخفض التكلفة: يمكن تحقيق ذلك باستخدام فرن منزلي (250 درجة مئوية) مع تغليف رقائق الألومنيوم
2. طلاء النيكل الكيميائي
- تدفق العملية: أول برميل رملي ، ثم طلاء النيكل الكيميائي لتشكيل طلاء 50μm ، مما يجعل مقاومة درجة الحرارة في نهاية المطاف تصل إلى 500 درجة مئوية وزادت الصلابة إلى 600HV
- تحسين الأداء: لا يحقق فقط التدريع الكهرومغناطيسي 60 ديسيبل ، ولكنه يقلل أيضًا من التكاليف بنسبة 70 ٪ مقارنة بأجزاء سبيكة التيتانيوم التقليدية
3. التطبيقات الرئيسية
- قوس مستشعر الفضاء الجوي : تم اجتيازه بنجاح 300 درجة مئوية بيئة درجة حرارة عالية
- محلول استبدال المعادن: أثناء تلبية معيار MIL-DTL-32119 ، فإنه يحقق تخفيض الوزن بنسبة 50 ٪
4. مقارنة الحل
| التكنولوجيا | نطاق التكلفة | المزايا الأساسية |
|---|---|---|
| علاج الصلب | $ 50-500 | القضاء بشكل فعال على الإجهاد وضمان الاستقرار الأبعاد |
| طلاء النيكل الكيميائي | $ 100-300 | تتجاوز مقاومة درجة الحرارة 500 درجة مئوية ولديها التدريع الكهرومغناطيسي |
| sandblasting مع الطلاء | $ 20-100 | تحسين مقاومة التآكل بشكل كبير وجودة المظهر |
من خلال الجمع بين عمليات الطلاء الصلب والنيكل ، فإن يمكن تحسين أداء مواد PEI إلى معايير الطيران مع مراقبة التكلفة الإجمالية الممتازة.
عندما تتفوق PEI على المعدن: دراسات حالة العالم الحقيقي
1. Boeing Aircraft Cockpit Harness Bracket: اختراق في أداء خفيفة الوزن وأداء النار
التحدي:
- أقواس تسخير سلك الألمنيوم التقليدية ثقيلة وتتطلب حماية إضافية من الحرائق.
حل PEI:
- تخفيض الوزن 40 ٪: ultem ™ 9085 (pei) 3d pracket pracket بكثافة 1.27g/cm³ ، الاستهلاك.
- مرت 25.853 اختبار الحريق: الاستغناء عن الذات بعد 60 ثانية من الاحتراق العمودي ، كثافة الدخان <100 ، واجه معايير مثبطات اللهب الأكثر صرامة في الطيران (UL94 V-0).
- تحسين التصميم المتكامل: يدرك الطباعة ثلاثية الأبعاد الطبولوجيا المعقدة ، ويقلل من أجزاء التجميع ، ويحسن الكفاءة الهيكلية.
الفوائد الاقتصادية:
- يتم تخفيض وزن طائرة واحدة بحوالي 15 كجم ، ويتم توفير تكلفة الوقود السنوية بأكثر من 50000 دولار (بناءً على 3000 ساعة رحلة في السنة).
- قم بإزالة المعالجة المضادة للتآكل على سطح القوس المعدني ، وتقليل تكلفة الصيانة بنسبة 30 ٪.
2. أشباه الموصلات بسكويت الويفر معالجة المباراة: مقاومة التآكل واستبدال الحياة الطويلة
التحدي:
- التقليدي الصلب غير القابل للصدأ تعتبر التآكل المعرضة للتآكل في حمض Hydrofluoric (hf) etching
حل PEI:
- مقاومة لتآكل حمض HF: يتم غمر PEI في محلول HF بنسبة 40 ٪ لمدة 1000 ساعة دون تورم ، ويتجاوز بكثير المعادن (يمكن أن يتحمل الفولاذ المقاوم للصدأ فقط <100 ساعة).
- 10 مرات حياة أطول: تُصنّع PEI عمر خدمة تصل إلى 5 سنوات ، مما يقلل من تواتر الوقت والاستبدال.
- التحسين المضاد للثبات: ألياف الكربون المملوءة بـ PEI (10wt ٪) تجعل المقاومة السطحية <10 ⁶Ω لتجنب الأضرار الإلكتروستاتيكية للرقاقة.
الفوائد الاقتصادية:
- يوفر خط إنتاج واحد 200000 دولار من تكاليف استبدال المباراة في السنة.
- قلل من خطر تلوث الرقاقة وزيادة العائد بنسبة 2 ٪.
3. مقارنة المزايا الأساسية
| مؤشرات | pei | المعدن | المزايا |
|---|---|---|---|
| الوزن | 1.27g/cm³ | 2.7g/cm³ | 40 ٪ أخف وزنا |
| مقاومة التآكل | مقاومة حمض HF | الحماية المطلوبة | خالية من الصيانة |
| مقاوم للإبلاغ | UL94 V-0 | طلاء مطلوب | متكامل |
| التكلفة | 30 ٪ أقل | عالية | اقتصادي |
الجانب المظلم للطباعة PEI: تنبيه السمية
1. ارتفاع درجة الحرارة في درجة الحرارة للمواد الخطرة
إصدار أنيلين:
- تركيز الكشف عند 380 درجة مئوية 0.2ppm (5 مرات أعلى من قيمة OSHA المسموح بها 0.04ppm)
- يمكن أن يسبب التعرض طويل الأجل تلف خلايا الدم الحمراء
توليد السيانيد الهيدروجين:
- IDLH (تهدد الحياة على الفور) أعلى من 400 درجة مئوية
- عتبة التسمم الحادة 50ppm
2. تكوين نظام السلامة الإلزامي
| مقاييس السلامة | المعلمات الفنية | وظيفة الحماية |
|---|---|---|
| غرفة الطباعة المرفقة | مستوى حماية IP54 | يمنع تسرب الغاز السام |
| نظام عادم الضغط السلبي | سرعة الرياح 2M/s （DIN EN 13779） | يضمن تفريغ الغاز الاتجاهي |
| Multi-gas monitor | Co Alarm Threshold 35ppm ، stapdown | منع التسمم بأول أكسيد الكربون |
| HEPA+Activated Carbon Filtration | كفاءة الترشيح 99.97 ٪ （0.3μm） | يعترض الجسيمات/يمتص الغاز العضوي |
3. مواصفات التشغيل (توصيات NIOSH)
المعالجة:
- تجفيف المادة في 80 ℃ لمدة 6 ساعات (لتقليل المحتوى المتطاير)
أثناء الطباعة:
- درجة الحرارة صارمة ≤370 ℃ (نافذة الأمان)
- مراقبة الوقت الحقيقي لتركيز CO/Aniline
إجراءات الطوارئ:
- بدء تشغيل العادم الطارئ تلقائيًا عندما يتجاوز الغاز المعيار (حجم التبادل الجوي 30 مرة/ساعة)
- مزود بحزمة إزالة السموم السيانيد للهيدروجين (نيترت إيزواميل)
4. مقارنة البدائل
- PEI Safe: Sabic's Extem RH (انخفضت درجة حرارة الطباعة إلى 320 ℃)
- المادة البديلة الهندسية: PPSU (نفس القوة ، زيادة درجة حرارة التحلل بمقدار 50 ℃)
- تحذير مهم: تحظر طابعات سطح المكتب غير المجهزة بنظام السلامة أعلاه بشكل صارم من طباعة PEI! تتطلب معدات الدرجة الصناعية اكتشاف الغاز كل ربع (راجع OSHA 1910.1000).
إعادة تدوير PEI: تحول المطبوعات الفاشلة إلى الذهب
عملية إزالة البلمرة الكيميائية
- إزالة البلمرة المذيبات الفينول: يستخدم الفينول لكسر PEI ، ومعدل استرداد المونومر هو 85 ٪ ، وهو أعلى بكثير من إعادة التدوير الميكانيكي التقليدي.
- الاحتفاظ بالأداء: يتم الاحتفاظ بقوة الشد لجزيئات PEI بعد إعادة البلمرة بنسبة 92 ٪ ، وهو مناسب للحقول عالية القوة.
نظام إنتاج الحلقة المغلقة
- قضية مصنع لوكهيد مارتن: تخفيض التكلفة بنسبة 55 ٪ ، تخفيض بصمة الكربون بأكثر من 30 ٪.
- مفتاح تصميم النظام: يحقق مفاعلات الفرز عبر الإنترنت ومفاعلات إزالة البلمرة المستمرة تحويلًا سلسًا من النفايات إلى منتجات جديدة.
تطبيق الصناعة والإمكانات
- حقول عالية القيمة: الأجهزة الطبية ، المكونات الإلكترونية ، إلخ.
- العقبات التقنية: يجب التحكم في درجة حرارة إزالة البلمرة بدقة ولا يمكن معالجتها إلا في مرافق خاصة.
الفوائد البيئية
- 4.8 طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون يتم تقليل لكل طن من المواد المعاد تدويرها.
- استهلاك 1.2 طن من مذيب الفينول (قابل للتقطير وقابل لإعادة التدوير).
- أصبحت PEI المادة الأساسية لقاعدة القمر في ناسا بسبب خصائصها .
مستقبل PEI: FILEAMNE BASE MOON'S NASA
التحقق من الأداء للطباعة ثلاثية الأبعاد في الفضاء
- قابلية التكيف في البيئة الفراغية: PEI يقلل فقط من قوة الطبقة البينية بنسبة 8 ٪ في ظل ظروف الفراغ ، وهو أفضل من مادة نظرة خاطفة ، ولا توجد مشكلة في تطهير المذيبات.
- مقاومة الإشعاع: بعد الإشعاع الكوني 500 كيلوغرام ، لا تزال الخصائص الميكانيكية 90 ٪ ، وهي مناسبة لتصنيع المعدات خارج القمر.
مركبات التربة القمرية المعززة PEI
- تحسين الخواص الميكانيكية: بعد إضافة 20 ٪ من محاكاة التربة القمرية ، تصل قوة الضغط إلى 180 ميجا باسكال ، ويتم تقليل وزن المادة بنسبة 35 ٪ ، ويتم زيادة درجة حرارة انحراف الحرارة إلى 210 درجة مئوية.
- تحسين عملية الطباعة: زاد المعالجة القمرية بالتربة مع تقنية التلبد بمساعدة الليزر منخفضة الجاذبية بنسبة 12 ٪.
جدوى نظام إنتاج الحلقة المغلقة على القمر
- إعادة تدوير الكفاءة للنفايات: يمكن إعادة صياغة 85 ٪ من نفايات PEI في المونومرات ، مما يقلل بشكل كبير من الحاجة إلى إعادة شحن الكوكب.
- تصنيع الطاقة المنخفضة:
التحديات المستقبلية والاختراقات التكنولوجية الرئيسية
- تأثيرات الجاذبية الصغرى طويلة الأجل: من الضروري التحقق من أداء الشيخوخة لأكثر من 10 سنوات لضمان متانة المادة.
- التحكم في تلوث الغبار القمري: قم بتطوير فوهة طباعة عالية المقاومة للبلى لمنع ارتداء شوائب التربة القمرية.
- تحسين كفاءة الإنتاج: يجب زيادة سرعة الطباعة
مع قابلية التكيف الممتازة للمساحة ، أصبحت PEI مادة رئيسية لتصنيع الفضاء العميق ، مما يعزز بناء قواعد القمر المستدامة.
بسبب مقاومة درجة الحرارة العالية الممتازة والقوة الميكانيكية والاستقرار الكيميائي. سواء أكان الفضاء أو الأجهزة الطبية أو البناء القادم لقاعدة القمر ، أظهرت خيوط PEI قابلية تطبيق ممتازة .
أصبح polyetherimide (PEI) مادة مهمة في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد عالية الأداء
href = "https://lsrpf.com/about-us"> مادة مفتاحية للطباعة 3D القمرية NASA
إخلاء المسئولية
محتوى هذه الصفحة مخصص لأغراض إعلامية فقط. ls series لا توجد أي تمثيلات أو ضمانات من أي نوع ، صريحة أو ضمنية ، فيما يتعلق بدقة المعلومات أو اكتمالها أو صحة المعلومات. لا ينبغي استنتاج أن معلمات الأداء والتحمل الهندسي وميزات التصميم المحددة وجودة المواد ونوعها أو صنعة التي سيوفرها المورد أو الشركة المصنعة من الطرف الثالث من خلال شبكة Longsheng. هذه هي مسؤولية المشتري اطلب اقتباسًا عن الأجزاء لتحديد المتطلبات المحددة لهذه الأجزاء.
فريق LS
LS هي شركة رائدة في الصناعة التركيز على حلول التصنيع المخصصة. مع أكثر من 20 عامًا من الخبرة في خدمة أكثر من 5000 عميل ، فإننا نركز على الدقة العالية Machining CNC ، الأسئلة الشائعة
1. ما هو polyetherimide (PEI)؟
polyetherimide (PEI) عبارة عن لاعب بالحرارة عالي الأداء معروف على نطاق واسع باسمه التجاري Ultem®. إنه يحتوي على مقاومة للحرارة ممتازة ، وخصائص كهربائية ، ومقاومة كيميائية وقابلية للآلات ، وتستخدم على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية والسيارات والفضاء وغيرها من الحقول.
نعم ، خيوط polyetherimide قابلة للاستخدام بالكامل للطباعة ثلاثية الأبعاد. كمواد طباعة ثلاثية الأبعاد عالية الأداء ، يمكن أن تلبي متطلبات القوة العالية ، والاستقرار ارتفاع درجة الحرارة ومقاومة التآكل للأجزاء المطبوعة.
خيوط polyetherimide تقدم عدة مزايا في الطباعة ثلاثية الأبعاد. أولاً ، يحتوي على خصائص ميكانيكية ممتازة وقادرة على تصنيع الأجزاء المطبوعة بقوة الشد مماثلة للألمنيوم. ثانياً ، لديها مقاومة ممتازة للحرارة وهي قادرة على الحفاظ على أداء مستقر في بيئات درجات الحرارة العالية. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي polyetherimide أيضًا على خصائص لاصقة جيدة ومخاطر منخفضة من parpage ، مما يؤدي إلى ارتفاع معدل نجاح الطباعة.
خيوط polyetherimide لها مجموعة واسعة من التطبيقات في العديد من المجالات. في حقل الفضاء ، يمكن استخدامه لتصنيع مكونات مثل الأقواس والأنابيب والفوهات ، مما يساهم في كفاءة الطائرات الخفيفة والوقود. في قطاع السيارات ، يمكن استخدامه لتصنيع المكونات الرئيسية مثل مكونات المحرك لتحسين أداء ومتانة السيارات. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يحتوي أيضًا على قيمة تطبيق محتملة في الأجهزة الإلكترونية والمجالات الطبية وغيرها.
المورد