導讀:PEI 9085是一種高性能工程塑料,兼具優(yōu)異的力學性能、耐熱性和化學穩(wěn)定性以及良好的阻燃性。該材料被廣泛應用于航空航天領域,制造航空航天部件,如支架、管道、噴嘴、渦輪葉片以及發(fā)動機組件,從而實現飛機的輕量化和燃油效率的提升。
為支持航空領域的3D打印發(fā)展,BNNano開發(fā)了一種新型聚醚酰亞胺3D打印線材——氮化硼納米管增強的PEI 9085。這種航空級別的材料不僅可以替代傳統(tǒng)的PEEK聚合物3D打印長絲材料,而且在打印過程中表現出更低的溫度需求和較小的噴嘴堵塞風險。
大連義邦引進的氮化硼納米管增強PEI 9085 3D打印長絲使用了ULTEM PEI 9085作為基礎材料,并添加了一種特殊增強材料——氮化硼納米管(Boron Nitride NanoBarb,簡稱BNNB)。通過擠出工藝制成的這種絲材,與短切碳纖維填充的PEI相比,展現了更優(yōu)異的打印機械性能,特別適合用于生產對強度要求更高的零件。
大連義邦BN NanobarbTM氮化硼納米管與BNNTs一維結構不同,具有特殊的三維結構,具有增強交聯作用。
值得一提的是,大連義邦的氮化硼納米管(Boron Nitride Nanobarb)材料由六方氮化硼結晶體形成的納米管構成,這些結晶體在納米管的外表面成核。氮化硼納米管不僅作為基材的增強體,其獨特的六方氮化硼結晶體還增強了納米管與基材之間的交聯,從而提升了材料的整體性能。
氮化硼納米管的部分性能參數
氮化硼納米管增強PEI 9085 3D打印絲材具有以下優(yōu)勢:
- 提升PEI 9085拉伸強度30%-50%
- 拉伸強度可與PEEK材料匹敵甚至更高
- 提升抗沖擊強度20-25%
- 提高材料熱變形溫度
- 增強高溫穩(wěn)定性和持久性
- 比PEEK打印成功率高
- 打印成功率高達95%
- 廣泛適用于FDM/FFF打印機型
氮化硼納米管增強PEI 9085與PEEK的比較:
PEI 9085,作為一種高端聚醚酰亞胺材料,已經因其突出的熱穩(wěn)定性、機械強度和化學耐受性而廣受歡迎。而當這種材料與氮化硼納米管結合時,其性能得到了顯著提升。由大連義邦引入的氮化硼納米管增強的PEI 9085在強度上達到了可以與PEEK匹敵的前提下,又因其自身的某些性能,在3D打印方面更具優(yōu)勢。
氮化硼納米管增強PEI 9085 3D打印長絲材料
首先,在打印精確度方面,PEEK在3D打印中充滿挑戰(zhàn)。由于絲材從噴嘴擠出時依靠的是后方未融化材料向前的推力,隨著打印時間的增長,若喉管后端的溫度達到材料玻璃化溫度以上,絲材軟化,向前的推力變小,吐絲量減小,絲材擠出寬度變窄,降低零件精度。PEEK作為半晶態(tài)聚合物,其玻璃轉化溫度為143攝氏度,而PEI9085為非晶態(tài),其玻璃轉化溫度為215攝氏度,因此更不容易軟化,提高了打印精度。
其次,從打印噴頭的角度來看,PEEK-CF(碳纖維增強的PEEK)在打印時,由于PEEK的打印噴嘴溫度高達420攝氏度,已經超過了碳纖維的碳化溫度300攝氏度以上,造成碳化堵塞噴嘴,增加了噴頭磨損。而由氮化硼納米管增強的PEI 9085,其增強體氮化硼納米管的耐高溫可達900攝氏度,打印PEI 9085的噴嘴溫度僅為350-380攝氏度,因此不易堵塞噴嘴,更易于打印。
最后,雖然PEI 9085和PEEK均為高性能工程塑料,但它們在后處理方面存在一些差異。PEEK具有更高的耐熱性和優(yōu)越的機械性能,但后處理更為復雜,需要更多工藝步驟以獲得理想的表面質量。相比之下,PEI 9085在后處理方面相對較容易加工,它對后處理步驟的需要更少,適用于對高溫穩(wěn)定性和機械性能要求稍低的應用。
此外,在航空認證方面,PEEK和PEI9085的3D打印絲材都符合UL 94-V0等級,在10秒內自行熄滅。ULTEM PEI材料因其低煙霧、低毒性以及固有的阻燃性而獲得了航空FST認證,而PEEK則缺乏充足的航空認證。
綜上所述,由大連義邦引入的氮化硼納米管增強PEI 9085,在3D打印應用中相比PEEK優(yōu)勢明顯。它不僅具有更高的強度和優(yōu)越的打印精度,而且還顯著降低了打印噴頭的磨損。這些特點使PEI 9085成為一種更加可靠和高效的材料選擇,特別是在需要精確和持久性能的航空航天3D打印項目中。
目前,PEI 9085已被眾多知名品牌如Stratasys、遠鑄智能、一邁IEMAI和速維CreatBot等所采用。隨著航空航天領域的快速發(fā)展,對此類高性能材料的需求亦在持續(xù)增長。
鑒于此,大連義邦熱切希望以開放和協作的方式拓展合作伙伴關系。借助資源庫的平臺,誠摯歡迎業(yè)內專家與義邦共同探索和測試增強型PEI 9085 3D打印長絲以及氮化硼納米管。如有興趣,請聯系吳經理:13130080576。
關于大連義邦
大連義邦科技有限公司近20年來專注于高精尖進口產品的引入與服務,致力于航空航天國際先進材料進口與銷售,為航空航天、船舶、軌道車、風力發(fā)電、能源電池、微電子半導體過濾等多行業(yè)提供先進的高精密材料和技術解決方案,公司擁有多個國際知名生產商獨家代理權,通過了國際航空質量管理體系AS9120認證。
關于BNNano
BNNano是生產氮化硼納米管增強PEI 9085材料的生產廠家,該公司由Steve Wilcenski博士和Jason Taylor博士于2016年創(chuàng)立。他們采用無催化劑、專利技術進行生產。與傳統(tǒng)氮化硼納米管不同的是,在納米管的外表形成了不規(guī)則的六方氮化硼結晶體。這種結構最顯著的優(yōu)勢是在與基體材料混合時,優(yōu)化氮化硼納米管顆粒與基體材料之間的交聯,從而增強復合材料的機械性能。
氮化硼納米管增強PEI 9085 3D打印長絲材料已應用于多鐘類型國防項目
BNNano已為美國軍方的部分支機構、NASA、全球政府實驗室等提供材料合作,2021年還與美國海軍研究(NPS) 簽訂了合作研發(fā)協議 (CRADA)。協議中共有多位材料專家計劃將BNNano用于自己的最近研發(fā)中,其中Luhrs博士擁有20多年在學術和工業(yè)環(huán)境中開發(fā)納米結構材料的經驗,她的團隊有針對性的研究定制材料的特性,從而使納米材料具有廣泛的應用(即催化劑、電池、超級電容器、抗沖擊、結構部件、微電子、高溫系統(tǒng)和與傳導有關的航空航天復合結構),計劃使用NanoBarbs 提高航空航天工業(yè)使用的輕質碳纖維復合材料以及相變材料的導熱性。
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