PEEK材料激光烧结机型的设计研究案例！

    在过去的2018年中，来自俄罗斯的莫斯科国立工业大学“斯坦金”和俄罗斯科学院列别捷夫物理研究所（均是前苏联时代就已有地位的高校和研究机构。）就做了一些PEEK激光烧结工艺的研究，并做了一些尝试，发表在期刊《machines》，让小编带大家看看他们进展如何？

首先文章开始简单介绍了下，SLS技术和PEEK材料应用前景。

PEEK(聚醚醚酮)塑胶原料是芳香族结晶型热塑性高分子材料,其熔点为300℃以上,具有机械强度高、耐高温、耐冲击、阻燃、耐酸碱、耐水解、耐磨、耐疲劳、耐辐照及良好的电性能。这些在工业、军事、医疗、赛车运动都有很好的前景，而利用3D打印加工，一般sls或FDM技术实现，从成型原理来说，SLS虽然成本较高，但是十分符合高端制造的要求，成型工艺局限也相对较小，是一种良好，且美德两国均走通的道路。再加之拓扑优化的轻量化设计，将在航天航空中，有效减少飞行器载荷，提高性能，是一种，俄罗斯迫切需要公关的技术。小编找一些图片大家感受下PEEK材料的卓越能力。

之后他们分析模拟烧结PEEK材料主要强国的进程（美、德两国），并以德国一家SLS商业PEEK机型作为参照。他们指出由于软件限制，导致德国企业只能使用一种PEEK材料，这对于研究机构或用户来说，限制性是比较大的。他们这项研究也是旨在为俄罗斯和其他企业，探索出一条自主、开放的材料选择之路。根据目前现有的资金、和物料基础，并大致设想出一个概念草图。其主要结构如下：

• 成型尺寸500X500X300mm

• 能烧结多种PEEK材料

• 预热的粉层加热到385度与精度±2度

• 氮气保护浓度99.8%

• 精度±10µm

• 仓体可以整体保持缓慢冷却

• 激光烧结方式可以高斯变换、反向高斯变换等

• 机身、振镜等部件要抗热要求。

通过几轮讨论和修改终于满足了最终设计和制造出了样机。

解析：从这张3D设计装配图看出，虽然五脏俱全，但由于是原型机，电气保护和模块化概念，暂时没有得到加强，红圈画出的留出隔热层和隔热板，是为了保护其他电气部分。这点小编设想是否能填充汽车隔热棉等材料来压缩这些部件距离，从而减少空间上的浪费。

解析：我们看到莫工大还是有一些，创新的点使用了伺服电机控制的螺纹丝杆来控制平台升降，取代一部分传统企业的皮带来控制平台升降的方式。这也是国内同类设备如TPM3d盈普的主流的选择。以及双侧刮刀铺粉方式来提升工作速度的效率。

双侧刮刀来回往返减少打印工作行程，从而节省了时间，而且保养便宜。

图为：光学工作部件的光路图原理和烧结方式

一些设备采购自目前主流成熟的产品。所以性能调教相对保守。80W的激光源、可提供高斯、Top-had、反向高斯三种烧结方式，这点为烧结晶相，提供多种选择。

图为：除去保护壳的原型机正在安装和调试

图为：原型机打印的PEEK测试零件

最终这些零件做了一些测试，性能如下：

研究者称虽然纸面上还是没有达到现有其他厂家的性能，这是由于目前研究者测试项目设备还不够齐全，但这次尝试成功证明了一些新结构的可靠性和多热场设置的可行性。为下一阶段的继续改进调试。提供了良好的测试平台。目前如2018年1月发布TPM3D的高温SLS激光烧结机型如S320HT，也突破了这些技术难关，基本可以满足上述设计要求。并已经初步制造出来自己的PEEK打印品，即将在2019年TCT上发布。

图为：国产TPM3D自研机型和材料打印的peek个性化零件

小编从这些也透露信息看出来，目前美、德、俄等国，多对PEEK3D打印未来进行积极的技术储备。结合目前国内的发展来说，我们国内的一些企业也紧跟这一趋势，有望在未来国际竞争中，占领一席之地。

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