L’automazione termica di MiniFactory consente la stampa 3D con polimeri semicristallini

MiniFactory ha dettagliato il processo per ottenere stampe 3D di alta qualità con materiale PEKK.

L’azienda finlandese miniFactory si è specializzata nella stampa 3D ad alta temperatura, specifica per la produzione di parti industriali. Mentre ci sono diverse stampanti 3D ad alta temperatura ora sul mercato, la macchina Ultra di miniFactory include un sistema di controllo qualità integrato che chiamano ” Aarni “. Aarni è in grado di produrre report di qualità per ogni parte prodotta.

Ora hanno descritto il loro lavoro con il fornitore di prodotti chimici Arkema per stampare in 3D il loro materiale Kepstan PEKK-SC con grande precisione.

La stampa 3D ad alta temperatura è un compito impegnativo perché gli enormi gradienti di temperatura possono causare tutti i tipi di problemi.

Un problema è la deformazione, poiché le differenze estreme di temperatura possono vedere parti della stampa variare notevolmente e quindi si verifica una distorsione. La macchina Ultra di MiniFactory supera questo problema riscaldando la camera di costruzione a ben 250 ° C.

Ma c’è un altro problema: la cristallizzazione. MiniFactory spiega il problema:

“I polimeri semicristallini sono più difficili da stampare poiché la cristallizzazione compete con la diffusione tra gli strati. Questi materiali ad alte prestazioni vengono utilizzati in applicazioni impegnative e non vi può essere alcun compromesso sulle prestazioni delle parti prodotte in modo additivo “.

L’obiettivo è fare in modo che la cristallizzazione corretta si verifichi quando la parte è finalizzata, ma è piuttosto impegnativo. La soluzione è raffreddare la parte stampata in una sequenza molto specifica. MiniFactory spiega come ottengono ciò sull’Ultra:

“Il processo di stampa è stato eseguito utilizzando il processo personalizzato di miniFactory che produce automaticamente O-ring ad alta cristallinità senza alcuna azione manuale da parte dell’operatore dopo l’inizio iniziale della stampa. Il processo utilizza condizioni in cui PEKK-SC rimane per lo più amorfo fino al completamento della stampa. Successivamente, la stampante regola automaticamente la temperatura della camera per indurre una cristallizzazione lenta e controllata. Ciò è possibile grazie alla camera di costruzione a 250 ° C della stampante 3D miniFactory Ultra. “

In altre parole, hanno sviluppato un profilo di raffreddamento della temperatura specifico per questo materiale e possono implementarlo nella camera di costruzione riscaldata completamente controllata. Se la camera di costruzione può raggiungere i 250 ° C, può essere impostata su qualsiasi altra temperatura inferiore come richiesto per un periodo di tempo.

Hanno combinato questo processo con il sistema Aarni per garantire che le parti PEKK non solo raggiungano la qualità desiderata, ma anche per garantire che il processo possa essere ripetuto in modo affidabile se è richiesta la produzione in serie.

L’applicazione per questo esperimento era di stampare in 3D guarnizioni O-ring da utilizzare in ambienti estremi. Questi ovviamente richiederebbero un’elevata qualità per garantire che funzionassero senza guasti. MiniFactory ha spiegato i risultati del loro test:

“Gli anelli finiti mantengono la loro forma estremamente bene. La microscopia ottica mostra una porosità incredibilmente bassa. Ci sono solo pochi piccoli pori dove i perimetri incontrano il riempimento. Le proprietà di compressione delle guarnizioni PEKK stampate corrispondono strettamente a un riferimento estruso o stampato a compressione. La densità degli anelli stampati è> 99% del valore tipico del PEKK semicristallino stampato a iniezione. Queste proprietà sono particolarmente importanti in quanto è la modalità operativa principale di una tenuta. Questi risultati tecnici stabiliscono saldamente la produzione additiva PEKK come un’opzione seria per produrre parti ad alte prestazioni “.

Questa dimostrazione illustra chiaramente alcune delle sfide e delle soluzioni quando si tenta di produrre parti ad alte prestazioni utilizzando la stampa 3D. È probabile che miniFactory svilupperà ulteriori profili di temperatura per altri materiali per ottenere risultati simili.

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