PEEK tarjoaa vaihtoehdon kohteisiin, joissa tarvitaan samaan aikaan keveyttä, lämmönkestävyyttä, kemikaalien kestävyyttä sekä hyviä mekaanisia ominaisuuksia. Monissa tilanteissa PEEK:llä voidaan korvata metalli.
3D-tulostamalla voidaan valmistaa monimutkaisia muotoja sekä kevyitä ja onttoja rakenteita, joiden toteuttaminen perinteisillä valmistusmenetelmillä olisi vaikeaa tai jopa mahdotonta. Kun 3D-tulostuksen muotoiluvapaus yhdistetään PEEKin kestävyyteen, voidaan valmistaa vaativiin olosuhteisiin soveltuvia osia ilman muotteja ja erillisiä työkaluja.Tämä vähentää kustannuksia erityisesti yksittäiskappaleiden, prototyyppien ja piensarjojen valmistuksessa.
Mikä on PEEK?
PEEK eli polyeetterieetteriketoni on korkean suorituskyvyn tekninen kestomuovi.
Se kuuluu PAEK-materiaaliperheeseen.
PEEK tunnetaan erityisesti hyvästä lämmön-, kemikaalien- ja kulutuksenkestävyydestään. Materiaali säilyttää mekaanisia ominaisuuksiaan olosuhteissa, joissa tavallisten 3D-tulostusmuovien suorituskyky ei enää riitä.
PEEKin tiheys on tyypillisesti noin 1,30 g/cm³. Se on siten huomattavasti kevyempää kuin esimerkiksi alumiini, jonka tiheys on noin 2,70 g/cm³. PEEK on vahvaa kuin alumiini, mutta se painaa vain puolet siitä.
PEEK-materiaalin tärkeimmät ominaisuudet
Korkea lämmönkestävyys
PEEK soveltuu materiaalilaadusta riippuen jatkuvaan käyttöön noin 250–260 °C:n lämpötilassa. Lyhytaikaisesti materiaali voi kestää jopa 300-320 °C:n lämpötiloja.
PEEKin sulamislämpötila on tyypillisesti noin 343 °C ja lasittumislämpötila noin 143 °C. Valmiin 3D-tulostetun osan lämmönkestävyyteen vaikuttavat myös materiaalilaatu, tulostusprosessi, kuormitus ja käyttöolosuhteet.
Hyvä kemikaalienkestävyys
PEEK kestää hyvin monia polttoaineita, öljyjä, happoja, emäksiä ja liuottimia. Se sietää myös kuumaa vettä ja höyryä, minkä ansiosta PEEK-osat soveltuvat materiaalilaadusta riippuen toistuvaan höyrysterilointiin eli autoklavointiin.
Mekaaninen kestävyys
PEEK kestää hyvin mekaanista kuormitusta, painetta ja toistuvaa liikettä. Hyvän virumisenkestävyytensä ansiosta se säilyttää muotonsa ja mittatarkkuutensa pitkäaikaisessa kuormituksessa paremmin kuin monet tavalliset muovit.
Hyvä kulutuksenkestävyys tekee PEEKistä sopivan materiaalin myös liukuviin, pyöriviin ja hankaaviin rakenteisiin.
Keveys ja korroosionkestävyys
PEEK ei ruostu ja kestää hyvin korroosiota aiheuttavia olosuhteita. Metalliosan korvaaminen PEEK-osalla voi vähentää painoa ja pidentää käyttöikää kosteissa tai kemiallisesti vaativissa ympäristöissä.
PEEK on sähköä eristävä materiaali. Tämä on merkittävä etu sähköteknisissä ja elektronisissa käyttökohteissa.
Hyvä palokäyttäytyminen
PEEK on luontaisesti paloa hidastava materiaali. Se muodostaa palaessaan vain vähän savua ja kaasupäästöjä, mikä on tärkeä ominaisuus vaativissa ja paloturvallisuutta edellyttävissä käyttökohteissa.
Mitä PEEK-materiaalin 3D-tulostaminen vaatii?
PEEK on yksi vaativimmista filamenttitulostuksessa käytettävistä teknisistä muoveista. Tavallinen 3D-tulostin ei yleensä saavuta materiaalin vaatimia lämpötiloja eikä pysty hallitsemaan tulostusolosuhteita riittävän tarkasti.
PEEK-filamentin tulostaminen edellyttää:
- eristettyä ja aktiivisesti lämmitettyä tulostuskammiota 150 °C
- lämmitettävää tulostusalustaa 120–160 °C
- suuttimen lämpötila jopa 500 °C
- kuivattua ja kosteudelta suojattua filamenttia
- materiaalille ja kappaleelle optimoituja tulostusasetuksia
- hallittua jäähdytystä
- tarvittaessa tulostuksen jälkeistä lämpökäsittelyä.
PEEK-filamentin suutinlämpötila on materiaalilaadusta riippuen tyypillisesti noin 380–450 °C. Tulostuspään 500 °C:n kapasiteetti antaa riittävästi lämpötila-aluetta erilaisten PEEK-materiaalien käsittelyyn.
Lämpötilojen hallinta ja jäähtymisnopeus vaikuttavat PEEKin kiteisyyteen, mittatarkkuuteen ja tulostuskerrosten väliseen tartuntaan. Myös tulostussuunta täytyy suunnitella kappaleeseen kohdistuvien kuormitusten mukaan.
Mihin PEEK-osat soveltuvat?
PEEK-materiaalia käytetään erityisesti osissa, joiden täytyy kestää korkeita lämpötiloja, kemikaaleja, kulutusta tai pitkäaikaista mekaanista kuormitusta. Se voi myös korvata metallin käyttökohteissa, joissa halutaan vähentää painoa, ehkäistä korroosiota tai hyödyntää materiaalin sähköneristävyyttä.
Koneenrakennus, prosessiteollisuus sekä öljy- ja kaasuteollisuus
PEEK soveltuu esimerkiksi holkkeihin, liukulaakereihin, ohjaimiin, eristeisiin sekä pumppujen ja venttiilien osiin. Materiaalia voidaan hyödyntää kohteissa, joissa osat altistuvat kemikaaleille, kuumuudelle tai jatkuvalle kulutukselle.
Ajoneuvoteollisuus ja moottoriurheilu
Mahdollisia käyttökohteita ovat kuumaan moottoritilaan sijoitettavat kiinnikkeet, anturikotelot, eristeet ja muut kevyet tekniset osat. PEEK voi korvata metallin soveltuvissa kohteissa ja vähentää samalla osan painoa.
Ilmailu ja miehittämättömät ilma-alukset
PEEK soveltuu kevyisiin teknisiin osiin, joiden täytyy kestää lämpöä ja mekaanista kuormitusta. Metalliosien korvaaminen PEEK-osilla voi vähentää rakenteen kokonaispainoa.
Sähkö- ja elektroniikkateollisuus
PEEKiä voidaan käyttää sähköä eristävissä komponenteissa, liittimissä, anturikoteloissa ja korkeita lämpötiloja kestävissä teknisissä osissa.
Terveydenhuolto
Lääkinnälliseen käyttöön hyväksytyistä PEEK-laaduista voidaan valmistaa esimerkiksi steriloitavia instrumentteja, lääkinnällisten laitteiden osia ja implantteja. Käyttö edellyttää aina tarkoitukseen hyväksyttyä materiaalilaatua ja vaatimusten mukaista valmistusprosessia.
Voiko PEEK korvata metallin?
PEEK voi soveltua metalliosan korvaajaksi, kun tavoitteena on keventää rakennetta tai parantaa korroosion- ja kemikaalienkestävyyttä. Se voi tuoda etuja myös silloin, kun osalta vaaditaan sähköneristävyyttä tai monimutkaista geometriaa.
Materiaalin vaihtaminen edellyttää aina käyttökohteen teknistä arviointia. Huomioon otetaan esimerkiksi kuormitus, lämpötila, kemikaalit, toleranssit ja osan käyttöikä.
Onko sinulla PEEK-materiaalille sopiva käyttökohde?
Uusi laitteistomme mahdollistaa vaativien PEEK-osien valmistamisen 3D-tulostamalla. Autamme arvioimaan materiaalin soveltuvuuden sekä optimoimaan kappaleen rakenteen ja tulostussuunnan.
Voit lähettää meille valmiin 3D-mallin, piirustuksen tai tiedot tarvittavasta osasta. Mikäli valmista mallia ei ole, voimme suunnitella sen myös idean, mittojen tai olemassa olevan osan pohjalta.
Tarvitsetko jotain, mitä ei löydy valmiina?
Me autamme! Ota yhteyttä ja tehdään se mitä tarvitset.
Aliner3D
aliner3d@aliner.fi
Pekka Salo
+358 500 683 101