Español 
as Tecnología de impresión 3D Cambia de prototipos rápidos a la producción de piezas terminadas, la demanda de materiales de impresión de alto rendimiento está creciendo. Como plástico de ingeniería de alta gama, la polietherimida (PEI) se está convirtiendo en un ideal material de impresión 3D en aeroespacial , fabricación de automóviles, dispositivos médicos y otros campos debido a su excelente estabilidad térmica, resistencia mecánica y resistencia química. Este artículo explorará de manera integral el proceso de preparación, las ventajas de rendimiento, la tecnología de modificación y Aplicaciones industriales de Pei filaments , analizan los desafíos actuales y el desarrollo futuro y proporcionan ingenieros y técnicos con los informes de los alumnos de los altizos de los altizos de los altizos. material.
En el mejor enfrentamiento de filamentos de alta temperatura entre PEI y Peek, podemos hacer una comparación detallada de tres aspectos: datos de rendimiento, diferencias de costos y escenarios de aplicación. Lo siguiente es una tabla de comparación detallada entre Pei y Peek :
| Compare elementos | pei (polietherimida) | peek (poliethereterketona) | temperatura de desviación de calor (HDT) | 210 ° C （ASTM D648, carga de 0.45mpa） | 143 ° C （las mismas condiciones） | punto de fusión | 260-280 ° C | 343 ° C | temperatura de transición de vidrio | 217 ° C | 143 ° C |
|---|---|---|
| resistencia a la tracción | 110MPA （ISO 527） | 100mpa （ISO 527） | densidad | 1.2-1.4 g/cm³ | 1.30 g/cm³ （ISO 1183） | costo | $ 300/kg （Reducción de costos después de la localización） | 1500/kg （Los precios de importación son más altos） | escenarios de aplicación | interiores aeroespaciales, electrónica automotriz, dispositivos médicos, dispositivos ópticos | Componentes de temperatura extrema, dispositivos biocompatibles, rodamientos de lubricantes, piezas estructurales resistentes a la corrosión | ventajas | Excelente resistencia al calor, resistencia química, propiedades mecánicas, alta rentabilidad | tolerancia a la temperatura extrema, biocompatibilidad, auto-lubricación, resistencia a la radiación | casos de aplicación típicos | marcos de asientos de aeronaves, soportes de sensor automotriz, implantes óseos, conectores de fibra óptica | bujes de boquilla de cohete, articulaciones artificiales, rodamientos de robot industriales, válvulas de plantas de energía nuclear | rendimiento de procesamiento | moldeo por inyección, extrusión, moldeo por soplado y otros métodos de procesamiento de moldeo requieren que se seca la prisión | reacción de polimerización de alta temperatura y alta viscosidad, alta depreciación de equipos y consumo de energía |
| rentabilidad a largo plazo | En campos de alta gama (como aeroespacial, equipo médico), la rentabilidad integral es notable | A pesar del alto costo inicial, las ventajas de rendimiento en entornos extremos lo hacen irremplazable |
¿Cómo imprimir PEI sin una impresora industrial de $ 10k?
Printing 3D de polietherimida (PEI/ULTEM) generalmente requiere equipos de alta temperatura de grado industrial (como la serie StrataSys Fortus, que cuesta más de 100,000 yuanes), pero a través de una modificación de escritorio razonable, una imprenta de alta calidad de escritorio, puede ser un presupuesto de un presupuesto de escritorio razonable dentro de una imprenta de escritorio razonable. 1.500 dólares estadounidenses. Los siguientes son planes de modificación probados y detalles técnicos.
1. Programa de transformación de equipos
actualizaciones de hotend
- All-Metal Hot End: Elija un extremo caliente totalmente metal para soportar las altas temperaturas requeridas para la impresión PEI.
- Boquilla de acero endurecida: Reemplace con una boquilla de acero endurecida con una resistencia a la temperatura de 400 ° C para garantizar que la boquilla no se deforme o se dañe a altas temperaturas.
Calefacción de cámara
- Diy Incubator: use materiales de aislamiento térmico (como tablero de espuma, lana de roca, etc.) a hacer una incubadora hecha hecha y cerrar el 3d printer.
- Calentador de cerámica: Instale un calentador de cerámica en la incubadora para mantener la temperatura de la cámara a aproximadamente 120 ° C a través del sistema de control de temperatura a reducir la tasa de enfriamiento de Pei Calidad.
Mejora de la cama de calor
- Instale la placa de aluminio MIC6: Agregue una placa de aluminio MIC6 al lecho caliente para mejorar la planitud y la conductividad térmica del lecho caliente.
- almohadilla de silicona de alta temperatura: Use la almohadilla de silicona de alta temperatura para aislar la placa de aluminio del lecho caliente para garantizar que la diferencia de temperatura de la superficie es menos que 5 ° C.
2. Lista de configuración económica (costo total <$ 1500)
Plan de modificación basado en Creality Ender 3:
| parte | modelo/especificación | precio | cuerpo de impresora | Creality Ender 3 （de segunda mano） | $ 150 |
|---|---|---|
| Todo el extremo caliente de metal | Slice Mosquito magnum | $ 150 | cama caliente de alta temperatura | Mic6 placa de aluminio + almohadilla de calefacción de silicona | $ 100 | Sistema de calefacción de cámara | Placa de calefacción de cerámica + controlador PID | $ 120 | actualización de firmware | Klipper （Soporte de ajuste PID de alta temperatura） | $ 0 （Open Source） | total | $ 520 |
3. Optimización de parámetros de impresión (tomando Ultem 9085 como ejemplo)
| parámetro | valor recomendado | descripción | temperatura de la boquilla | 370-385 ° C | La temperatura demasiado baja conducirá a una mala unión entre las capas | temperatura de lecho calentado | 140 ° C | La placa de aluminio MIC6 debe precalentarse durante 30 minutos | velocidad de impresión | 40 mm/s （pared exterior） ， 60 mm/s （relleno） | La alta velocidad puede conducir a una extrusión insuficiente | altura de capa | 0.15-0.25 mm | High Precision recomienda 0.1 mm |
|---|---|---|
| Fan de enfriamiento | cierre | Pei necesita enfriarse lentamente |
Posprocesamiento PEI: de prototipo a grado aeroespacial
1. Proceso de recocido
- Recocido de paso: calentamiento a 220 ° C a una velocidad de 20 ° C/h, seguido de 4 horas de preservación de calor, eliminando así el 98% del estrés interno
- Cambios dimensionales: contracción del eje x/y de 0.8%, mientras que la expansión del eje z del 0.3% (la compensación de diseño debe hacerse por adelantado)
- Solución de bajo costo: esto se puede lograr usando un horno doméstico (250 ° C) con envoltura de aluminio
2. Chapado en níquel químico
- Flujo de proceso: Primer plato de arena, luego níquel químico para formar un recubrimiento de 50 μm, haciendo que la resistencia de la temperatura alcance los 500 ° C y la dureza aumentó a 600 hv
- Mejora del rendimiento: no solo logra un blindaje electromagnético de 60 dB, sino que también reduce los costos en un 70% en comparación con las piezas de aleación de titanio tradicionales
3. Aplicaciones clave
- soporte del sensor aeroespace : pasó con éxito la prueba de entorno de alta temperatura de 300 ° C
- Solución de reemplazo de metal: mientras cumple con el estándar MIL-DTL-32119, logra una reducción de peso del 50%
4. Comparación de soluciones
| tecnología | rango de costos | ventajas del núcleo |
|---|---|---|
| Tratamiento de recocido | $ 50-500 | eliminar efectivamente el estrés y garantizar la estabilidad dimensional |
| chapado en níquel químico | $ 100-300 | La resistencia de la temperatura excede los 500 ° C y tiene blindaje electromagnético |
| arena combinada con recubrimiento | $ 20-100 | Mejorar significativamente la resistencia al desgaste y la calidad de la apariencia |
Al combinar procesos de recocido y níquel, el El rendimiento de los materiales PEI se puede mejorar a los estándares de las casas de aviación con un excelente control de costo total.
Cuando PEI golpea el metal: estudios de casos del mundo real
1. Soporte del arnés de la cabina del avión Boeing: un avance en el rendimiento liviano y de fuego
desafío:
- Los soportes de alambre de aluminio tradicionales son pesados y requieren protección adicional de incendios.
solución PEI:
- 40% de reducción de peso: Ultem ™ 9085 (PEI) 3D imprimido con una densidad de 1.27G/cm³ , mucho más bajo que Alloyum (2.7G/chog/chog/cycm. consumo.
- Pasó FAR 25.853 Prueba de incendio: autoextinguing después de 60 segundos de combustión vertical, densidad de humo <100, que cumple con los estándares de retardante de llama más estrictos en aviación (UL94 V-0).
- Optimización de diseño integrado: la impresión 3D realiza topologías complejas, reduce las piezas de ensamblaje y mejora la eficiencia estructural.
beneficios económicos:
- El peso de un solo avión se reduce en aproximadamente 15 kg, y el costo anual de combustible se ahorra en más de $ 50,000 (basado en 3,000 horas de vuelo por año).
- Elimine el tratamiento anticorrosión en la superficie del soporte de metal y reduzca el costo de mantenimiento en un 30%.
2. Accesorio de manejo de obleas de semiconductores: resistencia a la corrosión y reemplazo de vida larga
desafío:
- tradicional stindexreing steel Los accesorios son susceptibles a la corrosión en el ácido hidrofulórico (HF) de etc.
solución PEI:
- Resistente a la corrosión del ácido HF: el PEI se empapa en una solución de 40% de HF durante 1000 horas sin hinchazón, excediendo con creces los metales (el acero inoxidable solo puede soportar <100 horas).
- 10 veces más larga vida: Los accesorios de PEI tienen una vida útil de hasta 5 años , reduciendo la frecuencia del tiempo de inactividad y el reemplazo.
- Optimización antiestática: fibra de carbono llena de PEI (10WT%) hace que la resistencia de la superficie <10⁶Ω para evitar el daño electrostático a la oblea.
beneficios económicos:
- Una línea de producción única ahorra $ 200,000 en costos de reemplazo de accesorios por año.
- Reduzca el riesgo de contaminación de la oblea y aumente el rendimiento en un 2%.
3. Comparación de ventajas básicas
| indicadores | pei | metal | ventajas | peso | 1.27g/cm³ | 2.7g/cm³ | 40% más ligero | resistencia a la corrosión | HF resistencia ácida | Protección requerida | sin mantenimiento | FireProof | UL94 V-0 | Requerido recubrimiento | integrado | costo | 30% más bajo | High | Economic |
|---|
El lado oscuro de la impresión PEI: alerta de toxicidad
1. Descomposición de alta temperatura de sustancias peligrosas
Aniline versión:
- Concentración de detección a 380 ° C 0.2ppm (5 veces más alto que el valor permitido de OSHA de 0.04ppm)
- La exposición a largo plazo puede causar daño en los glóbulos rojos
Generación de cianuro de hidrógeno:
- IDLH (inmediatamente potencialmente mortal) concentraciones superiores a 400 ° C
- Umbral de envenenamiento agudo 50ppm
2. Configuración del sistema de seguridad obligatorio
| medidas de seguridad | parámetros técnicos | función de protección |
|---|---|---|
| Cámara de impresión cerrada | Nivel de protección IP54 | previene la fuga de gas tóxica |
| sistema de escape de presión negativa | velocidad del viento ≥2m/s （din en 13779） | Asegura la descarga de gas direccional |
| Monitor de gases múltiples | umbral de alarma de CO 35ppm, apagado | Prevención de envenenamiento por monóxido de carbono |
| filtración de carbono activada HEPA+ | Eficiencia de filtración 99.97%（0.3μm） | Intercepta las partículas/absorbe el gas orgánico |
3. Especificaciones operativas (recomendaciones de NIOSH)
pretratamiento:
- Secia el material a 80 ℃ durante 6 horas (para reducir el contenido volátil)
durante la impresión:
- La temperatura es estrictamente ≤370 ℃ (ventana de seguridad)
- Monitoreo en tiempo real de la concentración de CO/anilina
Procedimientos de emergencia:
- Inicie automáticamente el escape de emergencia cuando el gas excede el estándar (volumen de intercambio de aire 30 veces/hora)
- Equipado con paquete de desintoxicación de cianuro de hidrógeno (nitrito isoamilo)
4. Comparación de alternativas
- PEI SAFE: Sabic's Extem Rh (temperatura de impresión reducida a 320 ℃)
- Material alternativo de ingeniería: PPSU (la misma resistencia, temperatura de descomposición aumentó en 50 ℃)
- Advertencia importante: las impresoras de escritorio que no están equipadas con el sistema de seguridad anterior están estrictamente prohibidas de imprimir PEI! El equipo de grado industrial requiere detección de gas cada trimestre (consulte OSHA 1910.1000).
reciclaje de pei: convertir las impresiones fallidas en oro
proceso de despolimerización química
- Despolimerización del solvente de fenol: el fenol se usa para romper PEI, y la tasa de recuperación del monómero es del 85%, que es mucho más alta que el reciclaje mecánico tradicional.
- Retención de rendimiento: la resistencia a la tracción de las partículas de PEI después de la repolimerización se conserva en un 92%, que es adecuada para campos de alta resistencia.
Sistema de producción de circuito cerrado
- Lockheed Martin Factory Case: Reducción de costos del 55%, reducción de la huella de carbono de más del 30%.
- Clave para el diseño del sistema: la clasificación en línea y los reactores de despolimerización continua logran una conversión perfecta de desechos a nuevos productos.
aplicación de la industria y potencial
- Campos de alto valor: dispositivos médicos, componentes electrónicos, etc.
- Obstáculos técnicos: la temperatura de despolimerización debe controlarse con precisión y solo puede procesarse en instalaciones especiales.
Beneficios ambientales
- 4.8 toneladas de emisiones de dióxido de carbono se reducen para cada tonelada de materiales reciclados.
- Consumo de 1.2 toneladas de solvente de fenol (destilable y reciclable).
- Pei se ha convertido en el material central de la base lunar de la NASA debido a sus características .
El futuro de PEI: el filamento de la base de la luna de la NASA
Verificación de rendimiento de la impresión 3D en el espacio
- Adaptabilidad del entorno del vacío: PEI solo reduce la resistencia entre capas en un 8% en condiciones de vacío, que es mejor que el material de vista, y no hay un problema de volatilización de solventes.
- Resistencia a la radiación: después de la radiación cósmica de 500 kgy, las propiedades mecánicas siguen siendo 90%, lo que es adecuado para la fabricación de equipos extravehiculares en la luna.
Compuestos de PEI reforzados con el suelo lunar
- Mejora de las propiedades mecánicas: después de agregar al 20% de simulante de suelo lunar, la resistencia a la compresión alcanza 180MPa, el peso del material se reduce en un 35% y la temperatura de desviación de calor se incrementa a 210 ° C.
- Optimización del proceso de impresión: el pretratamiento del suelo lunar combinado con la tecnología de sinterización asistida por láser de baja gravedad aumentó la fuerza de unión entre capas en un 12%.
viabilidad de un sistema de producción de circuito cerrado en la luna
- Reciclaje eficiente de residuos: 85% de los desechos de PEI pueden repolimerizar en monómeros, reduciendo significativamente la necesidad de recargar el planeta.
- Fabricación de baja energía: El consumo de energía de impresión es solo 1.2kwh/kg , que es totalmente adecuado para los sistemas de suministro de energía solar.
Desafíos futuros y avances tecnológicos clave
- Efectos de microgravedad a largo plazo: es necesario verificar el rendimiento del envejecimiento durante más de 10 años para garantizar la durabilidad del material.
- Control de la contaminación del polvo lunar: desarrolle un recubrimiento de boquilla de impresión altamente resistente al desgaste para evitar el desgaste de las impurezas del suelo lunar.
- Mejora de la eficiencia de producción: el La velocidad de impresión debe aumentar a 500 g/h para satisfacer las necesidades de la construcción a gran escala de la base lunar.
Con su excelente adaptabilidad del espacio, PEI se está convirtiendo en un material clave para la fabricación de espacios profundos, promoviendo la construcción de bases lunares sostenibles.
Resumen
La polietherimida (PEI) se ha convertido en un material importante en el campo de la impresión 3D de alto rendimiento debido a su excelente resistencia de alta temperatura, resistencia mecánica y estabilidad química. Ya sea aeroespacial, dispositivos médicos o la próxima construcción de una base de luna, Los filamentos de PEI han demostrado una excelente aplicabilidad .
En la exploración espacial, la resistencia a la radiación de PEI y la adaptabilidad del entorno de vacío lo hacen Un material clave para la impresión 3D lunar de la NASA ; Y en la tierra, su alta fuerza y reciclabilidad también lo convierten en un lugar importante en la fabricación industrial. Aunque todavía existen desafíos, como la optimización del proceso de impresión y el control de costos, con el avance de la tecnología, el rango de aplicaciones del filamento PEI se ampliará aún más, impulsando el Desarrollo de la impresión 3D en la dirección de mayor rendimiento y más sostenibilidad.
en el futuro, con la innovación de la innovación de PEI (como un rendimiento más alto y más sostenibilidad. refuerzo) y la madurez de la tecnología de reciclaje de circuito cerrado, no solo puede usarse para fabricar piezas de precisión, sino que incluso puede reemplazar algunas estructuras metálicas y convertirse en el material central para la próxima generación de fabricación industrial.
descargo de responsabilidad
El contenido de esta página es solo para fines informativos. ls series No hay representaciones o garantías de ningún tipo, expresas o implícitas, se hacen sobre la precisión, completitud o validez de la información. No se debe inferir que los parámetros de rendimiento, tolerancias geométricas, características de diseño específicas, calidad y tipo de material o mano de obra que el proveedor o fabricante de terceros proporcionará a través de la red Longsheng. Esta es responsabilidad del comprador solicite una cita para piezas Para determinar los requisitos específicos para estas partes. Póngase en contacto con nosotros.
ls es una empresa líder de la industria Enfoque en soluciones de fabricación personalizadas. Con más de 20 años de experiencia atendiendo a más de 5,000 clientes, nos centramos en la alta precisión CNC Meckining , Semátil href = "https://lsrpf.com/3d-printing"> 3d Impresión , moldura de inyección , Nuestra fábrica está equipada con más de 100 centros de mecanizado de 5 ejes de última generación y está certificado ISO 9001: 2015. Proporcionamos soluciones de fabricación rápidas, eficientes y de alta calidad a los clientes en más de 150 países de todo el mundo. Ya sea que se trate de una producción de bajo volumen o personalización masiva, podemos satisfacer sus necesidades con la entrega más rápida dentro de las 24 horas. Elija LS Technology Significa elegir eficiencia, calidad y profesionalismo. Para obtener más información, visite nuestro sitio web: www.lsrpf.com 1. ¿Qué es la polietherimida (PEI)? polietherimida (PEI) es un termoplástico de alto rendimiento ampliamente conocido por su nombre comercial Ultem®. Tiene una excelente resistencia al calor, propiedades eléctricas, resistencia química y maquinabilidad, y se usa ampliamente en electrodomésticos electrónicos, automóviles, aeroespaciales y otros campos. LS Team
Preguntas frecuentes
2. El filamento de polietherimida puede usar para la impresión 3D
Sí, los filamentos de polietherimida son completamente utilizables para la impresión 3D. Como material de impresión 3D de alto rendimiento, puede cumplir con los requisitos de alta resistencia, estabilidad de alta temperatura y resistencia a la corrosión de las piezas impresas.
3. ¿Cuáles son las ventajas del filamento de poleetherimida en la impresión 3D?
Los filamentos de polietherimida ofrecen varias ventajas en la impresión 3D. Primero, tiene excelentes propiedades mecánicas y es capaz de fabricar piezas impresas con resistencia a la tracción comparable al aluminio. En segundo lugar, tiene una excelente resistencia al calor y es capaz de mantener un rendimiento estable en entornos de alta temperatura. Además, la poleherimida también tiene buenas propiedades adhesivas y un bajo riesgo de deformación, lo que resulta en una alta tasa de éxito de impresión.
4. ¿En qué campos el filamento de la polietherimida tiene perspectivas de aplicación?
Los filamentos de polietherimida tienen una amplia gama de aplicaciones en muchos campos. En el campo aeroespacial, se puede utilizar para fabricar componentes como soportes, tuberías y boquillas, contribuyendo a la eficiencia ligera y de combustible de los aviones. En el sector automotriz, se puede utilizar para fabricar componentes clave como los componentes del motor para mejorar el rendimiento y la durabilidad de los automóviles. Además, también tiene un valor de aplicación potencial en electrodomésticos, médicos y otros campos.
recurso