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PEI vs PEEK : 궁극적 인 High-Temp 필라멘트 대결

$ 10k 산업 프린터없이 PEI를 인쇄하는 방법?

폴리 테리 미드 (PEI/ULTEM)의 3D 프린팅 (PEI/ULTEM)은 일반적으로 산업 등급의 고온 장비를 필요로하지만 (예 : 10 만 위에 비용이 많은 Stratasys Fortus 시리즈와 같은 Stratasys Fortus 시리즈)를 통해 High-Squality는 High-Squalting Can이 필요합니다. 1,500 달러. 다음은 입증 된 수정 계획 및 기술 세부 사항입니다.

1. 장비 변환 프로그램

Hotend 업그레이드

• 모든 메탈 핫 엔드 : PEI 인쇄에 필요한 고온을 견딜 수 있도록 모든 메탈 핫 엔드를 선택하십시오.
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• 강화 강철 노즐 : 온도 저항이 400 ° C 인 경화 강철 노즐로 교체하여 노즐이 고온에서 변형되거나 손상되지 않도록합니다.

챔버 가열

• DIY 인큐베이터 : 열 단열재 (폼 보드, 록 울 등)를 수제 인큐베이터를 만들고 3D 프린터를 닫습니다. 세라믹 히터 : 인큐베이터에 세라믹 히터를 설치하여 온도 제어 시스템을 통해 약 120 ° C에서 챔버의 온도를

3. 인쇄 매개 변수 최적화 (ultem 9085를 예로 들어)

PEI 후 처리 : 프로토 타입에서 항공 우주 등급까지

1. 어닐링 과정

• 스텝 어닐링 : 20 ° C/h의 속도로 220 ° C로 가열 한 후 4 시간의 열 보존으로 내부 응력의 98%를 제거합니다.
• 차원 변화 : x/y 축 축소가 0.8%, z 축 확장 0.3% (미리 설계 보상이 필요함)
• 저렴한 솔루션 : 알루미늄 호일 포장이있는 가정용 오븐 (250 ° C)을 사용하여 달성 할 수 있습니다

2. 화학 니켈 도금

• 공정 흐름 : 첫 번째 샌드 블라스팅, 그런 다음 화학 니켈 도금하여 50μm 코팅을 형성하여 궁극적으로 온도 저항이 500 ° C에 도달하고 경도는 600HV로 증가합니다.
• 성능 개선 : 60dB 전자기 차폐를 달성 할뿐만 아니라 전통적인 티타늄 합금 부품에 비해 비용을 70% 감소시킵니다

3. 주요 응용 프로그램

• Aerospace Sensor Bracket : 300 ° C 고온 환경 테스트를 성공적으로 통과했습니다.
• 금속 교체 솔루션 : MIL-DTL-32119 표준을 충족하는 동안 50%의 무게 감소를 달성합니다

4. 솔루션 비교

어닐링과 니켈 도금 공정을 결합하여 PEI 재료의 성능은 Aviation-Grade 표준으로 향상 될 수 있습니다.

• 40% 체중 감소 : ultem ™ 9085 (PEI) 3D 인쇄 괄호는 1.27g/cm³의 밀도를 가진 3D 인쇄 괄호, Aluminum보다 훨씬 낮습니다 (2.7g/cm³). 소비.
• 패스 25.853 화재 테스트 : 60 초의 수직 연소, 연기 밀도 <100, 항공에서 가장 엄격한 화염 지연 표준 (UL94 V-0)을 충족시킨 후 자체 열환.
• 통합 설계 최적화 : 3D 프린팅은 복잡한 토폴로지를 실현하고 조립 부품을 줄이며 구조적 효율성을 향상시킵니다.

경제적 이익 :

• 단일 항공기의 무게는 약 15kg 감소하고 연간 연료 비용은 $ 50,000 이상 (연간 3,000 비행 시간에 따라)을 절약합니다.
• 금속 괄호 표면의 반응 방지 처리를 제거하고 유지 보수 비용을 30%줄입니다.

2. 반도체 웨이퍼 취급 고정물 : 부식 저항 및 장수 교체

도전 :

• 전통적인 Stainless Steel 고정물은 수중 환경 (HF) 에스칭 환경에 감수성에 감염되기 쉽다.

PEI 솔루션 :

• HF 산 부식에 대한 내성 : PEI는 팽창없이 1000 시간 동안 40% HF 용액에 담그고 금속의 훨씬 초과 (스테인레스 스틸 만 견딜 수 있음)
• 10 배 더 긴 수명 : PEI Fixtures는 최대 5 년의 서비스 수명을 가지고있어 다운 타임 및 교체 빈도를 줄입니다.
• 항-정적 최적화 : PEI로 채워진 탄소 섬유 (10WT%)는 웨이퍼에 대한 정전기 손상을 피하기 위해 표면 저항 <10 Ω을 만듭니다.

경제적 이익 :

• 단일 생산 라인은 연간 고정물 교체 비용으로 20 만 달러를 절약합니다.
• 웨이퍼 오염 위험을 줄이고 수율을 2%증가시킵니다.

3. 핵심 장점 비교

PEI 인쇄의 어두운면 : 독성 경보

1. 유해 물질의 고온 분해

aniline 릴리스 :

• 380 ° C 0.2ppm에서의 검출 농도 (OSHA 허용 값 0.04ppm보다 5 배 높음)
• 장기 노출은 적혈구 손상을 일으킬 수 있습니다

시안화 수소 생성 :

• idlh (즉시 생명을 위협하는) 400 ° C 이상의 농도
• 급성 중독 임계 값 50ppm

2. 필수 안전 시스템 구성

3. 운영 사양 (NIOSH 권장 사항)

전처리 :

• 80 ℃에서 6 시간 동안 재료를 건조 시키십시오 (휘발성 함량을 줄이기 위해)

인쇄 중 :

• 온도는 엄격하게 ≤370 ℃ (안전 창)
입니다
• Co/aniline 농도의 실시간 모니터링

비상 절차 :

• 가스가 표준을 초과 할 때 자동으로 비상 배기 가스 (Air Exchange Volume)
• 수소 시안화물 해독 패키지 (이소 아밀 아질산염)가 장착 된

4. 대안 비교

• Safe Pei : Sabic의 Extem RH (인쇄 온도가 320 °로 줄어 듭니다)
• 엔지니어링 대체 재료 : PPSU (동일한 강도, 분해 온도가 50 ℃ 증가)
• 중요한 경고 : 위의 안전 시스템이 장착되지 않은 데스크탑 프린터는 PEI 인쇄와 엄격하게 금지됩니다! 산업 등급 장비는 매 분기마다 가스 감지가 필요합니다 (OSHA 1910.1000 참조)

Pei Recycling : 실패한 인쇄를 금으로 돌리십시오

화학적 탈 중합 공정

1. 페놀 용매 탈 중합 : 페놀은 PEI를 균열시키는 데 사용되며 단량체 회수율은 85%이며 이는 전통적인 기계적 재활용보다 훨씬 높습니다.
2. 성능 유지 : 반전 중합 후 PEI 입자의 인장 강도는 92%로 유지되며, 이는 고강도 필드에 적합합니다.

폐쇄 루프 생산 시스템

1. Lockheed Martin Factory Case : 55%의 비용 절감, 30%이상의 탄소 발자국 감소.
2. 시스템 설계 키 : 온라인 분류 및 지속적인 탈 중합 원자로는 폐기물에서 신제품으로 원활한 전환을 달성합니다.

산업 응용 및 잠재력

1. 고 부가가치 분야 : 의료 기기, 전자 구성 요소 등
2. 기술적 장애물 : 해상 중합 온도를 정확하게 제어해야하며 특수 시설에서만 처리 할 수 ​​있습니다.

환경 혜택

1. 4.8 톤의 이산화탄소 배출량은 각각의 재활용 재료에 대해 감소합니다.
2. 1.2 톤의 페놀 용매 소비 (증류 가능 및 재활용 가능).
3. PEI는 그 특성으로 인해 NASA의 달 기반의 핵심 자료가되었습니다 .

PEI의 미래 : NASA의 달 기본 필라멘트

공간에서의 3D 프린팅의 성능 검증

• 진공 환경 적응성 : PEI는 진공 조건에서 층간 강도를 8% 줄이며, 이는 엿보기 재료보다 낫고 용매 휘발 문제가 없습니다.
• 방사선 저항 : 500kgy 우주 방사선 후, 기계적 특성은 여전히 ​​90%이며, 이는 달의 외부 장비 제조에 적합합니다.

음력 토양 강화 PEI 복합재

• 기계적 특성의 개선 : 20% 음력 토양 시뮬레이트를 첨가 한 후 압축 강도는 180mpa에 도달하고, 재료의 중량은 35% 감소하고 열 변형 온도는 210 ° C로 증가합니다.
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• 인쇄 공정 최적화 : 음력 토양 전처리가 저조도 레이저 보조 소결 기술과 결합 된 음력 전처리는 중간 계층 결합 강도를 12%증가 시켰습니다.
  
  

달에있는 폐쇄 루프 생산 시스템의 타당성

• 폐기물의 효율적인 재활용 : PEI 폐기물의 85%가 단량체로 재 모합하여 지구 재충전의 필요성을 크게 줄일 수 있습니다.
• 저 에너지 제조 : 인쇄 에너지 소비는 1.2kwh/kg 이지만 태양 전원 공급 장치 시스템에 완전히 적합합니다.

미래의 도전과 주요 기술 혁신

• 장기 미세 중력 효과 : 재료의 내구성을 보장하기 위해 10 년 이상 노화 성능을 확인해야합니다.
• 음력 먼지 오염 제어 : 음력 토양 불순물의 마모를 방지하기 위해 내마모성 인쇄 노즐 코팅을 개발하십시오.
• 생산 효율성 개선 : 인쇄 속도를 500g/h로 늘려야합니다.

우수한 공간 적응성으로 PEI는 깊은 우주 제조의 핵심 재료가되어 지속 가능한 음력 기지의 건설을 촉진하고 있습니다.

요약

PEI (Polyetherimide)는 고온 3D 프린팅 분야에서 중요한 재료가되었습니다. 항공 우주, 의료 기기 또는 다가오는 문 기지의 건설이든 PEI 필라멘트는 우수한 적용 가능성을 보여주었습니다. NASA의 음력 3D 프린팅의 핵심 자료 ; 그리고 지구상에서는 높은 강도와 ​​재활용 성으로 인해 산업 제조에서 중요한 장소가됩니다. 기술의 발전으로 인쇄 프로세스 최적화 및 비용 관리와 같은 도전이 여전히 있지만, PEI 필라멘트의 응용 범위는 더욱 확장 될 것이며, 고급 성능의 방향으로 3D 프린팅의 발전 및 더 지속 가능성
강화) 및 폐쇄 루프 재활용 기술의 성숙도로, 정밀 부품을 제조하는 데 사용될뿐만 아니라 일부 금속 구조를 대체하고 차세대 산업 제조의 핵심 재료가 될 수도 있습니다.

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FAQS

1. 폴리 테리 미드 (PEI)는 무엇입니까?

폴리 테리 미드 (PEI)는 상표 이름 Ultem®으로 널리 알려진 고성능 열가소성입니다. 그것은 우수한 내열, 전기적 특성, 화학 저항 및 가공성을 가지고 있으며 전자 기기, 자동차, 항공 우주 및 기타 필드에서 널리 사용됩니다.

예, 폴리 테이 미드 필라멘트는 3D 프린팅에 완전히 사용할 수 있습니다. 고성능 3D 프린팅 재료로서 인쇄 부품의 고강도, 고온 안정성 및 부식 저항의 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다.

폴리 테리 미드 필라멘트는 3D 프린팅에서 몇 가지 장점을 제공합니다. 첫째, 기계적 특성이 뛰어나고 알루미늄과 비슷한 인장 강도로 인쇄 부품을 제조 할 수 있습니다. 둘째,이 기능은 우수한 내열성을 가지고 있으며 고온 환경에서 안정적인 성능을 유지할 수 있습니다. 또한, 폴리 테이 미드는 또한 우수한 접착 성 특성과 휘출 위험이 낮아 인쇄 성공률이 높아져 인쇄 성공률이 높아집니다.

폴리 테리 미드 필라멘트는 많은 분야에서 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다. 항공 우주 분야에서는 항공기의 경량 및 연료 효율에 기여하는 브래킷, 파이프 및 노즐과 같은 구성 요소를 제조하는 데 사용할 수 있습니다. 자동차 부문에서는 엔진 부품과 같은 주요 부품을 제조하여 자동차의 성능과 내구성을 향상시키는 데 사용될 수 있습니다. 또한 전자 기기, 의료 및 기타 분야에서도 잠재적 인 적용 가치가 있습니다.

자원

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