PEEK 3D printing har på kort tid blivit ett av de mest efterfrågade områdena inom additiv tillverkning. Allt fler företag söker efter en PEEK 3D printer eller en industriell 3D skrivare för PEEK för att kunna producera avancerade komponenter i högpresterande polymerer. Materialet används idag inom flygindustri, försvarsindustri, medicinteknik och avancerad industriell tillverkning där extrem temperaturtålighet, kemikalieresistens och mekanisk styrka är avgörande.

Samtidigt är PEEK filament printing tekniskt krävande och ställer betydligt högre krav på utrustningen än traditionell 3D-print. Vanliga FDM-skrivare klarar sällan temperaturerna och stabiliteten som krävs för att producera funktionella PEEK-komponenter.

I denna guide går vi igenom vad PEEK är, varför materialet används inom flyg och industri, vilka utmaningar som finns vid PEEK 3D printing, vilka temperaturer som krävs samt vilken typ av industriell 3D skrivare för PEEK som behövs för att arbeta stabilt med materialet.

Vad är PEEK

PEEK står för Polyether Ether Ketone och är en av de mest avancerade termoplasterna som används inom modern industri. Materialet tillhör kategorin ultrahögpresterande polymerer och är utvecklat för miljöer där traditionella plastmaterial inte klarar belastningen.

Det som gör PEEK unikt är kombinationen av extrem temperaturtålighet, mycket hög mekanisk styrka och mycket god kemikalieresistens. Materialet kan användas kontinuerligt vid temperaturer över 250 grader samtidigt som det behåller sina strukturella egenskaper.

På grund av dessa egenskaper används PEEK ofta i applikationer där metall tidigare varit det enda alternativet. Genom att ersätta metall med PEEK kan komponenter bli betydligt lättare samtidigt som de fortfarande klarar höga belastningar och temperaturer.

När additiv tillverkning började utvecklas för avancerade polymerer blev PEEK snabbt ett av de mest intressanta materialen inom industriell 3D-print.

Varför används PEEK inom flyg, försvar och industri

Det finns flera anledningar till att PEEK 3D printing blivit så populärt inom avancerad industri.

Inom flygindustrin används PEEK för komponenter som måste tåla höga temperaturer, vibrationer och kemikalier samtidigt som vikten måste hållas låg. Materialet används ofta för fixturer, kabelfästen, luftkanaler och andra strukturella komponenter.

Inom försvarsindustrin används PEEK i allt från drönarkomponenter till specialiserade verktyg och reservdelar. Additiv tillverkning gör det möjligt att producera komponenter snabbt och lokalt vilket minskar beroendet av komplexa leveranskedjor.

Inom industrin används PEEK ofta för jiggar, fixturer, vakuumformningsverktyg och komponenter som måste tåla höga temperaturer eller aggressiva kemikalier. Genom PEEK filament printing kan företag producera dessa delar internt istället för att vänta veckor på leveranser från externa leverantörer.

PEEK vs andra högpresterande polymerer

PEEK jämförs ofta med andra avancerade polymerer som PEKK och ULTEM. Alla dessa material används inom additiv tillverkning men de har olika egenskaper.

PEEK har generellt mycket hög temperaturtålighet och mycket god kemikalieresistens. Materialet används ofta i miljöer där komponenter utsätts för höga temperaturer under lång tid.

PEKK är ett närbesläktat material som ofta är något lättare att skriva ut men fortfarande erbjuder mycket hög mekanisk styrka.

ULTEM, som är en typ av PEI-polymer, används ofta inom flygindustrin eftersom materialet uppfyller flera certifieringskrav och erbjuder bra balans mellan styrka och temperaturtålighet.

Vilket material som är bäst beror på applikationen, men alla dessa polymerer kräver avancerad utrustning för att kunna skrivas ut korrekt.

Utmaningar med PEEK filament printing

Trots materialets många fördelar är PEEK filament printing ett av de mest krävande områdena inom FDM-baserad 3D-print.

Den största utmaningen är temperatur. För att smälta och extrudera materialet korrekt krävs mycket höga temperaturer i extrudern.

En annan utmaning är krympning. PEEK krymper kraftigt när det kyls ner vilket kan orsaka deformation eller att modellen lossnar från byggplattan.

Materialet är också känsligt för temperaturvariationer. Om byggkammaren inte håller en stabil temperatur kan komponenten deformeras eller få interna spänningar.

Detta är anledningen till att en vanlig desktop-skrivare nästan aldrig klarar att producera funktionella komponenter i PEEK.

Vilka temperaturer krävs för PEEK 3D printing

För att arbeta stabilt med PEEK filament printing krävs temperaturer som är betydligt högre än för vanliga filament.

Extrudertemperaturen ligger ofta mellan 400 och 500 grader beroende på material och applikation. Byggplattformen behöver vanligtvis kunna värmas upp till mellan 120 och 200 grader.

Byggkammaren måste också vara uppvärmd för att undvika att modellen kyls ner för snabbt. I många fall ligger kammartemperaturen mellan 80 och 120 grader.

Om temperaturen inte hålls stabil genom hela utskriften kan resultatet bli sprickor, deformation eller kraftigt försämrade mekaniska egenskaper.

Det är därför som en riktig PEEK 3D printer måste vara utvecklad specifikt för högtemperaturpolymerer.

Vilken 3D-skrivare behövs för PEEK

För att skriva ut PEEK stabilt krävs en industriell 3D skrivare för PEEK som är byggd för högtemperaturmaterial.

Maskinen måste kunna leverera mycket höga temperaturer i extruder, byggplattform och byggkammare samtidigt som temperaturen hålls stabil under hela utskriften.

Mekaniken måste också vara mycket robust eftersom höga temperaturer påverkar både material och konstruktion.

Extrudersystemet är också avgörande. PEEK är ett relativt styvt filament och kräver ett kraftfullt matningssystem som kan leverera ett stabilt materialflöde utan slirning.

Byggplattformen måste dessutom klara höga temperaturer och ge mycket stabil vidhäftning under hela utskriften.

VisionMiner 22 IDEX – en industriell PEEK 3D printer

En av de mest intressanta maskinerna för PEEK 3D printing är VisionMiner 22 IDEX.

Maskinen är utvecklad i USA och konstruerad för additiv tillverkning i avancerade polymerer. Systemet klarar extrudertemperaturer upp till 500 grader samtidigt som byggplattformen kan värmas upp till 200 grader och byggkammaren över 100 grader.

Det gör det möjligt att arbeta stabilt med material som PEEK, PEKK och ULTEM.

VisionMiner 22 IDEX använder också ett oberoende dubbelt extrudersystem vilket gör det möjligt att skriva ut flera material samtidigt eller producera två identiska komponenter i samma utskrift.

Systemet använder extruderteknik från svenska Bondtech vilket ger ett stabilt grepp om filamentet och ett mycket jämnt materialflöde även vid utskrift av tekniska polymerer.

En annan viktig egenskap är att maskinen använder ett öppet materialsystem vilket innebär att användaren kan välja filament från olika leverantörer.

Framtiden för industriell PEEK 3D printing

Intresset för PEEK 3D printing fortsätter att växa i takt med att fler företag upptäcker möjligheterna med additiv tillverkning i avancerade polymerer.

Genom att använda en industriell 3D skrivare för PEEK kan företag producera komponenter snabbare, minska ledtider och flytta produktion närmare utvecklingsavdelningar och verkstäder.

Tekniken gör det möjligt att ersätta metall i vissa applikationer, skapa mer komplexa geometrier och snabbt iterera design utan dyra verktyg eller långa leveranstider.

Med system som VisionMiner 22 IDEX blir dessa möjligheter tillgängliga för allt fler företag som vill arbeta med nästa generation av industriell additiv tillverkning.