CN114986874A - 一种增强peek抗拉性能的3d打印方法 - Google Patents

一种增强peek抗拉性能的3d打印方法 Download PDF

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CN114986874A CN202210475843.1A CN202210475843A CN114986874A CN 114986874 A CN114986874 A CN 114986874A CN 202210475843 A CN202210475843 A CN 202210475843A CN 114986874 A CN114986874 A CN 114986874A
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    • Y02P10/25—Process efficiency

Abstract

本发明提供一种增强PEEK抗拉性能的3D打印方法，包括如下步骤：步骤一、除湿：在打印前对PEEK材料进行烘干；步骤二、建模：使用建模软件绘制要打印的目标件，并保存为stl格式；步骤三、切片：将步骤二中保存的建模文件导入切片软件中进行切片处理，调整参数后导出文件；步骤四、打印：将步骤三中导出的文件导入打印设备，选用步骤一中烘干后的PEEK材料，开始打印工作；步骤五、取出：打印工作完成后获得打印样件，等样件自然冷却至室温后用工具铲从基板上剥离。本发明省略了打印PEEK的腔室温度预处理和材料退火后处理步骤，大大减少了材料从打印到服役的时间，并可达到甚至超过传统打印方式退火后的抗拉强度。

Description

一种增强PEEK抗拉性能的3D打印方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体而言，尤其涉及一种增强PEEK抗拉性能的3D打印方法。
背景技术
当前PEEK材料打印并且提高抗拉性能的方法，主要需求具有400℃左右的喷头温度和90℃左右基板温度的3D打印机，以及温度可以达到200℃以上的烘箱。PEEK样件在打印机打印完成后取出放入烘箱，进行退火处理以提高部分力学性能。
聚醚醚酮(PEEK)是一种芳香族半结晶热塑性聚合物，无毒、轻，机械强度高、耐高温、良好的抗冲击和抗疲劳性，以及优异的生物相容性。由于其半结晶属性及较高的材料挤出温度，在传统3D打印方法后，需要进行退火后处理来使材料大量结晶，达到提高力学性能的目的。而PEEK退火时间一般在4个小时以上，这样从打印完成到工作应用需要较长的时间，极大的降低了加工完成到应用的效率。另外，传统打印方式下的PEEK需要打印基板附着部分，增加了打印时间和材料消耗。
发明内容
根据上述提出的由于其半结晶属性及较高的材料挤出温度，在传统3D打印方法后，需要进行退火后处理来使材料大量结晶，达到提高力学性能的目的；而PEEK退火时间一般在4个小时以上，这样从打印完成到工作应用需要较长的时间，极大的降低了加工完成到应用的效率；另外，传统打印方式下的PEEK需要打印基板附着部分，增加了打印时间和材料消耗的技术问题，而提供一种增强PEEK抗拉性能的3D打印方法。本发明主要通过修改打印方式，关闭打印冷却、减少平台附着部分并且保持打印时的腔室温度，使PEEK材料在打印过程中完成退火处理，生产得到具有优良机械性能的PEEK零部件产品。
本发明采用的技术手段如下：
一种增强PEEK抗拉性能的3D打印方法，包括如下步骤：
步骤一、除湿：在打印前对PEEK材料进行烘干；
步骤二、建模：使用建模软件绘制要打印的目标件，并保存为stl格式；
步骤三、切片：将步骤二中保存的建模文件导入切片软件中进行切片处理，调整参数后导出文件；
步骤四、打印：将步骤三中导出的文件导入打印设备，选用步骤一中烘干后的PEEK材料，开始打印工作；
步骤五、取出：打印工作完成后获得打印样件，等样件自然冷却至室温后用工具铲从基板上剥离。
进一步地，所述步骤一的具体步骤如下：在打印前将PEEK材料放入烘箱，升温至100℃并在此温度下保持12个小时进行烘干除湿。
进一步地，所述步骤一中，升温至100℃的升温速率为每分钟10℃，PEEK材料在100℃温度下保持12小时烘干后进行自然冷却。
进一步地，所述步骤三中，参数的调整包括关闭冷却风扇和打印附着，并修改打印设备的喷头温度、基板温度、喷头打印速度、打印取向、腔室温度、填充密度、走丝宽度、走丝厚度、外壁层数和外壁宽度参数。
进一步地，所述喷头温度为410-440℃，基板温度为80-100℃，喷头打印速度为35-45mm/s，打印取向为直线(任意角度)，腔室温度为150-165℃，填充密度为20-100％，走丝宽度为0.4mm，走丝厚度为0.1-0.2mm，上下外壳为0层，外壁层数1-2层，外壁宽度为0.4mm。
进一步地，所述喷头温度为410℃，基板温度为160℃，喷头打印速度为40mm/s，打印取向为直线(±45°)，腔室温度为90℃，填充密度为100，走丝宽度为0.4mm，走丝厚度为0.2mm，上下外壳为0层，外壁层数为1层，外壁宽度为0.4mm。
进一步地，所述步骤四中，在打印设备开始工作前，为确保打印件可以更好地与基板粘连，在基板上涂PVP固体胶，之后再将步骤三中导出的文件导入打印设备，进行打印工作。
进一步地，所述步骤四中，根据打印件的厚度和走丝厚度，打印设备的喷头重复打印20层完成打印任务。
进一步地，所述打印设备为双喷头3D打印机。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
聚醚醚酮(PEEK)是一种芳香族半结晶热塑性聚合物，无毒、轻，机械强度高、耐高温、良好的抗冲击和抗疲劳性，以及优异的生物相容性。在PEEK打印完成后，往往需要退火后处理来提高其力学性能后才能使用。本发明提供的增强PEEK抗拉性能的3D打印方法，省略了打印PEEK的腔室温度预处理和材料退火后处理步骤，大大减少了材料从打印到服役的时间，并且可以达到甚至超过传统打印方式退火后的抗拉强度。本发明也省略了传统打印方法中的附着在基板部分，可以减少打印所需的材料。
综上，应用本发明的技术方案能够解决现有技术中由于其半结晶属性及较高的材料挤出温度，在传统3D打印方法后，需要进行退火后处理来使材料大量结晶，达到提高力学性能的目的；而PEEK退火时间一般在4个小时以上，这样从打印完成到工作应用需要较长的时间，极大的降低了加工完成到应用的效率；另外，传统打印方式下的PEEK需要打印基板附着部分，增加了打印时间和材料消耗的问题。
基于上述理由本发明可在3D打印等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的打印方法打印出的PEEK拉伸样件。
图2为本发明打印样件尺寸示意图，其中(a)为正视图，(b)为侧视图。
图3为本发明对比例二中退火温度-时间关系示意图。
图4为实施例一、对比例一和对比例二中打印的三种样件拉伸测试的应力应变图。
图5为实施例一、对比例一和对比例二中打印的三种样件的最大抗拉应力的误差棒图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
PEEK(聚醚醚酮)是一种芳香族半结晶热塑性聚合物，无毒、轻，机械强度高、耐高温、良好的抗冲击和抗疲劳性，以及优异的生物相容性。由于其半结晶属性及较高的材料挤出温度，在PEEK打印完成后，即打印材料结晶水平较低且内部残余应力积累严重，因而需要退火后处理来提高其力学性能，这样大大增长了PEEK零件从打印完成到工作服役的时间。
为解决现有技术存在的问题，如图所示，本发明提供了一种增强PEEK抗拉性能的3D打印方法，通过修改打印方式，关闭打印冷却、减少平台附着部分并且保持打印时的腔室温度，使PEEK材料在打印过程中完成退火处理，生产得到具有优良机械性能的PEEK零部件产品。本发明所制备PEEK材料，在省略打印PEEK的后处理时间的情况下，可以达到甚至超过传统打印方式退火后的抗拉强度。另外，本发明省略了传统打印方法中的附着在基板部分，亦可减少打印所需的材料和相应打印时间。本发明可应用于带有保温腔室且具有一定基板温度和高温喷头的3D打印机，特别是具有良好控温能力的3D打印机。3D打印，又称增材制造，属于快速成型技术的一种。该技术是将热熔型料丝加热融化后从喷头挤出，沉积在打印工作平台或前一层已固化的材料上，当温度低于料丝固化温度后开始固化成型，最终打印成实体。PEEK是3D打印的一种新兴高性能材料，对PEEK的打印成型有不同的打印方法。本发明是一种用于PEEK小尺寸零件打印，加速打印件应用的打印方法。
本发明一种增强PEEK抗拉性能的3D打印方法，实施步骤为：
1、除湿：材料长时间暴露在空气中会吸收水分，在打印过程中产生气泡，为防止气泡影响打印件的力学性能，在打印前将PEEK材料放入烘箱，升温至100℃并在此温度下保持12个小时进行烘干除湿，之后自然冷却。
2、建模：使用建模软件绘制要打印的目标件，并保存为stl格式。
3、切片：将步骤2中保存的建模文件导入切片软件中进行切片处理，并对打印温度、基板温度等主要参数进行修改后，以gcode格式导出文件。参数的修改包括关闭冷却风扇和打印附着(现有设备)，并修改打印设备(为现有打印设备，图中未画出)的喷头温度、基板温度、喷头打印速度、打印取向、腔室温度、填充密度、走丝宽度、走丝厚度、外壁层数和外壁宽度参数。其中，喷头温度为410-440℃，基板温度为80-100℃，喷头打印速度为35-45mm/s，打印取向为直线(任意角度)，腔室温度为150-165℃，填充密度为20-100％，走丝宽度为0.4mm，走丝厚度为0.1-0.2mm，上下外壳为0层，外壁层数为1层，外壁宽度为0.4mm。
4、打印：在打印机开始工作前，为确保打印件可以更好地与基板粘连，在基板上涂PVP固体胶。之后将步骤3中导出的文件导入打印机，选用步骤1中烘干后的PEEK材料，开始打印工作。
5、取出：打印工作完成后获得打印样件，等样件自然冷却至室温后用工具铲从基板上剥离。
6、其中步骤1的升温速率为每分钟10℃升高至100℃后保持12小时后自然冷却。
本发明有两个对比例，对比例一为在本发明方法基础上结合传统打印方法(机器推荐参数)获得的PEEK材料打印，对比例二为对比例一方法下PEEK材料打印后进行退火后处理。本发明中实施例与两个对比例的参数调整见表1，本发明提供的打印方法的主要打印参数修改见表2。本发明使用的材料为kexcelled PEEK-K10(诺思贝瑞新材料科技有限公司，苏州，中国)。本发明使用的打印设备为FUNMAT PRO410(上海远铸智能技术有限公司，上海，中国)。
表1本发明中实施例与两个对比例的参数调整
案例 Raft基底 退火 打印时间(min)
实施例一 否 否 36
对比例一 是 否 44
对比例二 是 是 300
表2本发明提供的打印方法的主要打印参数修改
打印参数 PEEK
喷头温度/℃ 410
基板温度/℃ 160
喷头打印速度/mm/s 40
打印取向/° 直线±45
腔室温度/℃ 90
填充密度 100
冷却风扇 关
走丝宽度/mm 0.4
走丝厚度/mm 0.2
打印附着 无
上下外壳层数 0
外壁宽度/mm 0.4
外壁层数 1
*其他打印条件按IntamSuite 3.5.3默认参数设置。
(一)实施例一
一种增强PEEK抗拉性能的3D打印方法，包括以下步骤：
1、材料采用诺斯贝瑞新材料科技(苏州有限公司，中国江苏)生产的直径1.75mm的PEEK-K10，在打印前放入烘箱，100℃保持12个小时来烘干除湿。
2、拉伸样件规格为ASTM-D638，如图2所示(样件总长度L1＝115mm，平行段长度L2＝33mm，总宽度W2＝19mm，平行段宽度W1＝6mm，过度半径R1＝25mm，过度半径R2＝14mm，厚度T＝4mm)。使用建模软件solidworks绘制要打印的目标件，建模后保存为stl文件格式。
3、将步骤2中保存并导出的建模文件导入IntamSuite3.5.3切片软件中进行切片，并在切片软件中根据表2进行主要参数修改后，以gcode格式导出文件。
4、在打印机开始工作前，在基板与打印件粘接的基板面上涂PVP固体胶。将步骤3中导出的gcode文件导入3D打印设备中，并将步骤1中烘干后的PEEK材料载入机器(3D打印设备)，进行目标PEEK样件打印工作，根据打印件的厚度和走丝厚度，3D打印设备的喷头重复打印20层完成打印任务。
5、打印工作完成后，等获得的样件二自然冷却至室温后用工具铲从基板上剥离。如图1所示为本发明打印方法打印出的PEEK拉伸样件二。
6、其中步骤1的升温速率为每分钟10℃升高至100℃后保持12小时后自然冷却。
7、其中步骤4使用的3D打印设备为FUNMAT PRO410双喷头3D打印机(上海远铸智能技术有限公司，上海，中国)。
(二)对比例一(开启风扇和打印基底的传统打印方法)
1、材料采用诺斯贝瑞新材料科技(苏州有限公司，中国江苏)生产的直径1.75mm的PEEK-K10，在打印前放入烘箱，100℃保持12个小时来烘干除湿。
2、拉伸样件规格为ASTM-D638，如图2所示。使用建模软件solidworks绘制要打印的目标件，建模后保存为stl文件格式。
3、将步骤2中保存并导出的建模文件导入IntamSuite3.5.3切片软件中进行切片，并在切片软件中根据表2进行主要参数修改，但开启打印附着raft和冷却风扇，以gcode格式导出文件。
4、在打印机开始工作前，在基板与打印件粘接的基板面上涂PVP固体胶。将步骤3中导出的gcode文件导入3D打印设备中，并将步骤1中烘干后的PEEK材料载入机器，进行目标PEEK样件打印工作，根据打印件的厚度和走丝厚度，喷头重复打印20层完成打印任务。
5、打印工作完成后，等获得的样件一自然冷却至室温后用工具铲从基板上剥离。
6、其中步骤1的升温速率为每分钟10℃升高至100℃后保持12小时后自然冷却。
7、其中步骤4使用的3D打印设备为FUNMAT PRO410双喷头3D打印机(上海远铸智能技术有限公司，上海，中国)。
(三)对比例二(对对比例一中的样件一进行退火处理)
1、材料采用诺斯贝瑞新材料科技(苏州有限公司，中国江苏)生产的直径1.75mm的PEEK-K10，在打印前放入烘箱，100℃保持12个小时来烘干除湿。
2、拉伸样件规格为ASTM-D638，如图2所示。使用建模软件solidworks绘制要打印的目标件，建模后保存为stl文件格式。
3、将步骤2中保存并导出的建模文件导入IntamSuite3.5.3切片软件中进行切片，并在切片软件中根据表2进行的主要参数修改，但开启打印附着raft和冷却风扇，以gcode格式导出文件。
4、在打印机开始工作前，在基板与打印件粘接的基板面上涂PVP固体胶。将步骤3中导出的gcode文件导入3D打印设备中，并将步骤1中烘干后的PEEK材料载入机器，进行目标PEEK样件打印工作，根据打印件的厚度和走丝厚度，喷头重复打印20层完成打印任务。
5、打印工作完成后，等获得的样件三自然冷却至室温后用工具铲从基板上剥离。
6、将剥离后的样件三放入烘箱进行退火处理。
7、其中步骤1的升温速率为每分钟10℃升高至100℃后保持12小时后自然冷却。
8、其中步骤4使用的3D打印设备为FUNMAT PRO410双喷头3D打印机。
9、其中步骤6使用的退火温度曲线如图3所示。
如图4所示为实施例一、对比例一和对比例二中打印的三种样件拉伸测试的应力应变图对比例一实施例一对比例二。每个样件都打印了8个，图4数值是取每组最贴近平均值的数据作为代表。
如图5所示为实施例一、对比例一和对比例二中打印的三种样件的最大抗拉应力的误差棒图对比例一实施例一对比例二。
PEEK是现在流行的3D打印高性能材料，具有优秀的耐高温，抗冲击的性能，但由于其较难的打印过程和昂贵的价格，研究其打印方式是非常有必要的。本发明较之前的打印方式，减少了耗材和打印时间，大大提升了PEEK打印的经济性。另外，根据实验发现本发明方法打印的样件比之前打印方法打印的样件抗拉性能的提高了11.6％，甚至超过了退火处理后的样件强度，但退火需要额外消耗至少4个半小时，本发明打印方法大大减少了从打印到服役的时间。对比例一为正常打印PEEK推荐的打印参数，这种方式因为打印出的PEEK还是未结晶的形态，会有更好的表面质量。对比例二为对比例一打印为提升机械性能的退火处理(退火使打印件大量结晶)。本发明方法对于时间跟性能都有非常大的改善。
本发明方法省略了打印PEEK的腔室温度预处理和材料退火后处理步骤，大大减少了材料从打印到服役的时间，并且可以达到甚至超过传统打印方式退火后的抗拉强度。本发明也省略了传统打印方法中的附着在基板部分，可以减少打印所需的材料。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种增强PEEK抗拉性能的3D打印方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、除湿：在打印前对PEEK材料进行烘干；
步骤二、建模：使用建模软件绘制要打印的目标件，并保存为stl格式；
步骤三、切片：将步骤二中保存的建模文件导入切片软件中进行切片处理，调整参数后导出文件；
步骤四、打印：将步骤三中导出的文件导入打印设备，选用步骤一中烘干后的PEEK材料，开始打印工作；
步骤五、取出：打印工作完成后获得打印样件，等样件自然冷却至室温后用工具铲从基板上剥离。
2.根据权利要求1所述的增强PEEK抗拉性能的3D打印方法，其特征在于，所述步骤一的具体步骤如下：在打印前将PEEK材料放入烘箱，升温至100℃并在此温度下保持12个小时进行烘干除湿。
3.根据权利要求2所述的增强PEEK抗拉性能的3D打印方法，其特征在于，所述步骤一中，升温至100℃的升温速率为每分钟10℃，PEEK材料在100℃温度下保持12小时烘干后进行自然冷却。
4.根据权利要求1所述的增强PEEK抗拉性能的3D打印方法，其特征在于，所述步骤三中，参数的调整包括关闭冷却风扇和打印附着，并修改打印设备的喷头温度、基板温度、喷头打印速度、打印取向、腔室温度、填充密度、走丝宽度、走丝厚度、外壁层数和外壁宽度参数。
5.根据权利要求4所述的增强PEEK抗拉性能的3D打印方法，其特征在于，所述喷头温度为410-440℃，基板温度为80-100℃，喷头打印速度为35-45mm/s，打印取向为任意角度的直线打印，腔室温度为150-165℃，填充密度为20-100％，走丝宽度为0.4mm，走丝厚度为0.1-0.2mm，上下外壳为0层，外壁层数为1-2层，外壁宽度为0.4mm。
6.根据权利要求4或5所述的增强PEEK抗拉性能的3D打印方法，其特征在于，所述喷头温度为410℃，基板温度为160℃，喷头打印速度为40mm/s，打印取向为±45°的直线打印，腔室温度为90℃，填充密度为100％，走丝宽度为0.4mm，走丝厚度为0.2mm，上下外壳为0层，外壁层数为1层，外壁宽度为0.4mm。
7.根据权利要求1所述的增强PEEK抗拉性能的3D打印方法，其特征在于，所述步骤四中，在打印设备开始工作前，为确保打印件可以更好地与基板粘连，在基板上涂PVP固体胶，之后再将步骤三中导出的文件导入打印设备，进行打印工作。
8.根据权利要求1或7所述的增强PEEK抗拉性能的3D打印方法，其特征在于，所述步骤四中，根据打印件的厚度和走丝厚度，打印设备的喷头重复打印20层完成打印任务。
9.根据权利要求8所述的增强PEEK抗拉性能的3D打印方法，其特征在于，所述打印设备为双喷头3D打印机。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107160676A (zh) * 2017-06-26 2017-09-15 陕西聚高增材智造科技发展有限公司 一种面向peek材料的控性冷沉积3d打印方法
CN110253888A (zh) * 2019-06-28 2019-09-20 上海交通大学 一种聚醚醚酮颅骨植入物的增材制造加工方法
CN110576602A (zh) * 2019-09-30 2019-12-17 华中科技大学 一种聚醚醚酮的3d打印方法及其打印样件
CN111185598A (zh) * 2020-02-19 2020-05-22 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 一种提高增材制造样件韧性的方法
US20200276760A1 (en) * 2017-09-15 2020-09-03 Arkema Inc. Pekk extrusion additive manufacturing processes and products
CN113195199A (zh) * 2018-10-04 2021-07-30 阿科玛法国公司 3-d打印的半结晶和非晶态聚合物制品

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107160676A (zh) * 2017-06-26 2017-09-15 陕西聚高增材智造科技发展有限公司 一种面向peek材料的控性冷沉积3d打印方法
US20200276760A1 (en) * 2017-09-15 2020-09-03 Arkema Inc. Pekk extrusion additive manufacturing processes and products
CN113195199A (zh) * 2018-10-04 2021-07-30 阿科玛法国公司 3-d打印的半结晶和非晶态聚合物制品
CN110253888A (zh) * 2019-06-28 2019-09-20 上海交通大学 一种聚醚醚酮颅骨植入物的增材制造加工方法
CN110576602A (zh) * 2019-09-30 2019-12-17 华中科技大学 一种聚醚醚酮的3d打印方法及其打印样件
CN111185598A (zh) * 2020-02-19 2020-05-22 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 一种提高增材制造样件韧性的方法

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