VICTREX PAEK AM™ 200 vs. Z-PEEK: Porównanie filamentów przemysłowych do druku 3D
VICTREX PAEK AM™ 200 i Z-PEEK należą do rodziny wysokowydajnych poliaryloeteroketonów i są pod wieloma względami podobne. Oba mają doskonałą wytrzymałość mechaniczną i termiczną. Są też uważane za jedne z najmocniejszych polimerów na świecie. Oba nadają się do druku 3D i oba są skalibrowane do pracy z przemysłową drukarką 3D Zortrax Endureal. Istnieją jednak różnice, które wpływają na zastosowania tych dwóch wyjątkowych materiałów.
Przydatność do druku 3D
Z-PEEK to filament do druku 3D wykonany ze standardowego polieteroeteroketonu (PEEK), który jest obecny na rynku od lat 80-tych. To sprawia, że doskonale sprawdza się we wszystkich zastosowaniach, w których konieczne jest użycie gruntownie przetestowanego materiału o certyfikowanych właściwościach.
VICTREX AM™ 200 to nowy wysokowydajny polimer kompatybilny z drukarką 3D Zortrax Endureal.
Z-PEEK sprawdza się więc w zaawansowanych dziedzinach, takich jak eksploracja kosmosu, czy przemysł naftowy. Ponad 40 lat obecności na rynku oznacza jednak, że PEEK był materiałem stworzonym do formowania wtryskowego i obróbki CNC, a nie do druku 3D, który w latach 80-tych zeszłego wieku był technologią na bardzo wczesnym etapie rozwoju.
Wsporniki wydrukowane w 3D z VICTREX AM™ 200 po lewej stronie i Z-PEEK po prawej stronie.
Z kolei VICTREX PAEK AM™ 200 to polimer PAEK, który inżynierowie Victrex zaprojektowali od podstaw z myślą o procesie druku 3D. Wszystkie jego kluczowe właściwości, od lepkości po tempo krystalizacji, zostały dopracowane pod kątem wytwarzania addytywnego opartego na ekstruzji filamentu. Oznacza to, że chociaż materiał ten nie jest tak gruntownie sprawdzony jak PEEK, to umożliwia druk 3D bardziej izotropowych i geometrycznie dokładnych części.
Wytrzymałość w osi Z
Części wykonane na drukarkach 3D opartych na ekstruzji są zawsze anizotropowe. Ta anizotropia jest spowodowana samą naturą tej technologii. Głowica drukująca nakłada stopiony polimerowy filament na platformę roboczą poruszającą się w osi Z. Model jest zatem budowany warstwa po warstwie, a jego wytrzymałość mechaniczna jest znacznie większa, gdy siła oddziałuje w poprzek warstw, niż gdy działa wzdłuż warstw. Oś Z jest zatem zawsze najsłabsza w wydrukowanym w 3D modelu. Stopień tej anizotropii nie zawsze jest jednak taki sam i różni się znacznie w różnych materiałach.
Wytrzymałość VICTREX AM™ 200 w osi Z przekracza 60% wytrzymałości mierzonej w osiach X i Y.
W modelach wydrukowanych z Z-PEEK wytrzymałość mechaniczna mierzona w osi Z wynosi około 30% wytrzymałości mierzonej w poprzek silniejszych osi X i Y. Jest to konsekwencją stosunkowo dużej szybkości krystalizacji PEEK. Kiedy głowica drukująca nakłada warstwę modelu, ciepło wytwarzane przez moduł ekstrudera uruchamia proces krystalizacji w materiale. Oznacza to, że następna warstwa polimeru jest nakładana na częściowo skrystalizowany filament, co utrudnia tworzenie się silnych wiązań międzywarstwowych. VICTREX AM™ 200 charakteryzuje się powolnym tempem krystalizacji. Materiał nie krystalizuje tak bardzo w tych samych warunkach, co pozostawia wystarczająco dużo czasu na utworzenie mocnych połączeń między warstwami. Z tego powodu wytrzymałość mechaniczna części wydrukowanych na drukarce 3D Zortrax Endureal z VICTREX AM™ 200, mierzona w osi Z, może przekraczać 60% wytrzymałości mierzonej w osiach X i Y. Izotropia występująca w modelach VICTREX AM™ 200 jest zatem znacznie wyższa.
Dokładność wymiarowa i właściwości fizyczne
Różnica w szybkości krystalizacji pomiędzy Z-PEEK i VICTREX AM™ 200 ma również znaczenie dla dokładności wymiarowej i możliwości drukowania małych detali. Wolno krystalizujący AM™ 200 kurczy się mniej podczas stygnięcia, co przekłada się na większą dokładność wymiarową. Małe detale, które czasami mogą zostać przegrzane podczas druku z Z-PEEK, nie przegrzewają się podczas druku z VICTREX AM™ 200. VICTREX AM™ 200 jest zatem lepszy do druku zaawansowanych geometrycznie, małych części.
VICTREX AM™ 200 świetnie sprawdza się w druku 3D precyzyjnych części z drobnymi detalami.
W porównaniu z VICTREX AM™ 200, Z-PEEK przoduje, jeśli chodzi o bardziej standardowe wskaźniki, takie jak wytrzymałość na rozciąganie w osiach X i Y lub temperatura topnienia. Próbki Z-PEEK są do 25% mocniejsze w osi X i Y, a ich temperatura topnienia sięga 346°C, w przeciwieństwie do 304°C w AM™ 200.
Z-PEEK posiada również potwierdzone przez Europejską Agencję Kosmiczną właściwości odgazowania, dzięki czemu lepiej nadaje się do zastosowań na orbicie okołoziemskiej i pracy w próżni na powierzchni Ziemi.
Jak wybrać między Z-PEEK a AM™ 200
Istnieje wiele czynników, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze między Z-PEEK a VICTREX AM™ 200. Z-PEEK to nieco bardziej specjalistyczny materiał. Posiada certyfikaty odgazowywania, lepszą wytrzymałość w osiach X i Y oraz wyższą temperaturę topnienia. Oznacza to, że ma nad AM™ 200 przewagę w zastosowaniach wymagających bardzo wysokiej odporności termicznej i mechanicznej wytrzymałości, pod warunkiem, że model można zaprojektować tak, aby zniwelować wysoką anizotropię.
Z-PEEK doskonale sprawdza się w zastosowaniach, w których niezbędna jest niezawodność potwierdzona wieloletnią, ściśle udokumentowaną praktyką. VICTREX AM™ 200 jest natomiast nowszym, bardziej uniwersalnym, ale mniej sprawdzonym materiałem.
VICTREX AM™ 200 jest bardziej wszechstronnym materiałem. Ma lepszą odporność chemiczną niż PEEK, oferuje lepszą izotropię, co przydaje się, gdy trudno przewidzieć kierunki sił działających na drukowaną część i jest o wiele łatwiejszy w druku, oferując lepszą powtarzalność i dokładność wymiarową. Zarówno Z-PEEK, jak i VICTREX AM™ 200 to zatem doskonałe materiały z szerokim wachlarzem zastosowań.
Dobór właściwego materiału do konkretnego zastosowania ułatwi nasz zespół sprzedaży, z którym można skontaktować się pisząc na adres sales@zortrax.com.