SpiderBot Delta 3D Printer

PEEK, what is it ?

Written by Ph. Boichut on Tuesday, 03 July 2018. Published in News

PEEK, what is it ?

PolyEtherEtherKetone (PEEK) is a thermoplastic polymer belonging to the PAEK family. The other members of this family are PEKK, PEEKK...

(Article en Français ci-dessous)
PEEK is the most commercially known member of the PAEK family. It is neutral in colour (light beige) and structurally stable over a wide temperature range (-190 °C to 260 °C depending on grade). It is very resistant to thermal degradation, as well as to attacks from organic and aqueous media. It has exceptional chemical resistance and wear resistance. It is biocompatible, sterilizable.

temperatureperformance

Under tensile load conditions, its mechanical properties are superior to those of all thermoplastics materials (unloaded).
PEEK has a glass transition temperature (Tg) between 145 and 155°C and a melting temperature (Tm) of 330 to 345°C.
PEEK's unique combination of mechanical, thermal and chemical properties makes it suitable for application in the most technically demanding engineering applications.

THERMAL MANAGEMENT DURING 3D PRINTING

It is important to understand the behavior of materials during 3D printing. This is particularly true for high performance semi-crystalline materials such as PEEK.
The temperature of the object being printed plays a crucial role during 3D printing processing, it is important to be aware of the thermal management requirements of these types of materials and it is necessary to distinguish base polymers and amorphous polymers (ABS type) from high performance polymers such as PEEK.
If the temperature of the object being printed is not sufficient, this results in delamination of the layers (poor adhesion between layers because the lower layer is too cold), deformations (commonly called warping), dimensional variations, poor crystallization, incomplete crystallization, etc...
A heated printing bed (even at 150°C) and a closed enclosure are not sufficient, to print PEEK correctly, it is necessary to maintain the part at very high temperature to avoid these inconveniences.

The SpiderBot HT is equipped with an exclusive infrared part-heating system (patent pending), which keeps the part being printed at temperatures up to 200°C. This reduces shrinkage stresses and deformations during the crystallization phase of the PEEK and produces much stronger and more homogeneous parts.

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The advantage of this system is that it allows the use of standard quality components because only the part being printed is maintained at high temperature, the components penetrating the infrared heating zone are either water cooled or covered with infrared radiation reflecting film.

If any questions please feel free to contact me at : pboichut[at]qualup.com


Le PEEK Qu'est ce que c'est ?

Le polyétheréthercétone (PEEK en anglais) est un polymère thermoplastique appartenant à la famille PAEK. Les autres membres de cette famille sont le PEKK, PEEKK,...

Le PEEK est le membre le plus connu commercialement de la famille PAEK. Il est de couleur neutre (beige clair) et structurellement stable sur une large plage de température (de -190 °C à 260 °C selon les grades). Il est très résistant à la dégradation thermique, ainsi qu'aux attaques des milieux organiques et aqueux. Il présente une résistance chimique et une résistance à l'usure exceptionnelle. Il est biocompatible, stérilisable.
Sous des conditions de charge de traction, ses propriétés mécaniques sont supérieures à celles de tous les thermodurcissables (non chargés).
temperatureperformance

Le PEEK a une température de transition vitreuse (Tg) entre 145 et 160°C et une température de fusion (Tm) de 330 à 345°C.

La combinaison unique de propriétés mécaniques, thermiques et chimiques du PEEK le rend adapté à son application dans des ingénieries techniquement les plus exigeantes.

GESTION THERMIQUE PENDANT L’IMPRESSION 3D

Il est important de bien comprendre le comportement des matériaux lors de l’impression3D. Ceci est particulièrement vrai pour les matériaux de type semi-cristallins à hautes performances comme le PEEK.

La température de l’objet en cours d’impression joue un rôle primordial lors du traitement par impression 3D, il est important d'être conscient des exigences de gestion thermique de ces types de matières et il est nécessaire de bien distinguer les polymères de base et les polymères amorphes (Type ABS) des polymères haute performance tels que le PEEK.

Si la température de l’objet en cours d’impression n’est pas suffisante, il en résulte des phénomènes de délamination des couches (mauvaise adhérence entre les couches car la couche inférieure est trop froide), déformations (communément appelé Warping), variations dimensionnelles, mauvaise cristallisation, cristallisation incomplète, etc...
Un lit d’impression chauffé (même à 150°C) et une enceinte fermée ne sont pas suffisants, pour imprimer correctement du PEEK, il faut maintenir la pièce à très haute température pour éviter ces désagréments.

La SpiderBot HT est équipée d’un système exclusif de chauffe de pièce par infrarouge (brevet en cours), qui maintiennent la pièce en cours d’impression à des températures allant jusqu’à 200°C. Ce qui réduit les tensions dûes au retrait et ainsi que les déformations lors de la phase de cristallisation du PEEK et produit ainsi des pièces beaucoup plus résistantes et homogènes.
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L’avantage de ce système est qu’il permet d’utiliser des composants de qualité standard car seulle la pièce en cours d’impression est maintenue à haute température, les composants pénétrant dans la zone de chauffe infrarouge sont, soit refroidis par eau, soit recouverts de film réfléchissant les rayonnements infrarouge.

 

 

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