<p><strong>更准确、更高效以及更快速的</strong><strong> 3D </strong><strong>打印技术正在使工业生产模式发生改变</strong><strong>，</strong><strong>包括航空或汽车等要求最为苛刻的领域。材料创新是这场“革命”的核心，因为材料会直接影响打印部件的性能。PAEKs（聚芳醚酮） 超高性能聚合物既可用于 3D 打印工艺，也可满足要求最严苛的市场的需求。本文将聚焦 PEKK 和 PEEK ——超高性能聚合物以及它们在 3D 打印中的应用。</strong></p>
PEEK 的优势
<p>PEEK（聚醚醚酮）是一种超高性能聚合物，其性能在各种聚合物材料中位列前茅。PEEK 及其类似物 PAEK（聚芳基醚酮，包括 PEKK 在内）的超高性能满足了航天、汽车等行业对高强度、耐高温材料的需求。PEEK 非常适合棒材挤出和注塑成型。</p>
PEEK 的使用仍然具有较高的难度
<p>PEEK 可能是最广为人知的 PAEK。它是一种半结晶材料，结晶速度非常快，特别适用于多种传统加工工艺。同大多数半结晶材料一样，其结晶时会发生显著的尺寸变化（收缩）。传统的加工技术已经充分认识并考虑到了这种尺寸变化，但是对于增材制造工艺而言，这种收缩会导致翘曲和打印的失败。这些快速形成的结晶域几乎完全阻止了进一步的分子链扩散和缠结，从而大大降低了层间粘附力。为了克服这些挑战，许多 3D 打印机制造商都已经采取了极端的措施来保证部件质量和打印可靠性。这些工艺要求限制了 PEEK 可打印部件的整体尺寸以及它们在实际应用中的机械性能。</p>
什么是 PEKK？
<p>阿科玛开发了一系列不同等级的 PEKK（聚醚酮酮）产品 <a href="%(link0)">Kepstan<sup>®</sup> PEKK</a>；这些产品在具有 PAEK 的卓越性能的同时也具备更宽、更灵活的加工窗口。</p>
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<p>PEKK 和 PEEK 在结构上非常相似，但有两个关键的区别：</p>
<ol>
<li>PEKK 主链中多了一个酮基（取代了一个醚基）。酮基中的化学键比醚键更“硬”，提升了材料的玻璃化转变温度 （聚合物最先开始软化的温度）。</li>
<li>其中一个酮键可以是在对位（直链）或间位（支链）的位置。</li>
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<p>PEKK 和 PEEK 在结构上非常相似，但有两个关键的区别：</p>
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<li>PEKK 主链中多了一个酮基（取代了一个醚基）。酮基中的化学键比醚键更“硬”，提升了材料的玻璃化转变温度 （聚合物最先开始软化的温度）。</li>
<li>其中一个酮键可以是在对位（直链）或间位（支链）的位置。</li>
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通过控制聚合物主链中直链与支链单元的比例，就能精确控制熔融温度、结晶度和结晶速率。这种可控性让 PEKK 得以实现许多类似聚合物（如 PEEK）难以进行或无法进行的加工操作。这就意味着可以更方便地通过 FFF 工艺进行打印。
Roderick Reber - 阿科玛技术工程师
<p>PEKK 的灵活性，可以通过一种材料满足客户多种需求，也为制造商们带来了更高的打印成功率。“更低的打印失败率 + 更少的参数微调”大大降低了用户的生产时间和制造成本。</p>
<p>伴随着这种灵活性，PEKK 为用户带来了比 PEEK 更多的优势：</p>
<ul>
<li>较高的玻璃化转变温度 (Tg) 带来了更高的高温强度</li>
<li>更高的抗压强度</li>
<li>更好的阻隔性能</li>
<li>更好的耐磨损和摩擦性能</li>
</ul>
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<p>Kepstan<sup>®</sup> PEKK 聚合物还可被进一步定制以满足一些特定的需求，包括控制分子量或添加剂（如玻璃纤维、碳纤维或碳纳米管）的加入。这种聚合物重量轻、强度高、抗性好（可抗绝大多数化学品的腐蚀），可用于代替严苛工作环境中的金属组件以减轻重量。PEKK 独特的性能使其成为 FFF（熔丝制造）或 LS（激光烧结）工艺的理想高性能聚合物选择。</p>
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<p>这些优点意味着 PEKK 可以用于3D 打印零部件和高要求的工业应用，而 PEEK 则被限制在了传统的制造工艺之中。PEKK 的强度和抗性使其能被用于高温高压环境（例如引擎），而其低渗气性则可被用于卫星和潜水艇。这种聚合物已经被用于3D 打印制造载人商业航天器部分组件。</p>
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<li>较高的玻璃化转变温度 (Tg) 带来了更高的高温强度</li>
<li>更高的抗压强度</li>
<li>更好的阻隔性能</li>
<li>更好的耐磨损和摩擦性能</li>
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<p>Kepstan<sup>®</sup> PEKK 聚合物还可被进一步定制以满足一些特定的需求，包括控制分子量或添加剂（如玻璃纤维、碳纤维或碳纳米管）的加入。这种聚合物重量轻、强度高、抗性好（可抗绝大多数化学品的腐蚀），可用于代替严苛工作环境中的金属组件以减轻重量。PEKK 独特的性能使其成为 FFF（熔丝制造）或 LS（激光烧结）工艺的理想高性能聚合物选择。</p>
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<p>这些优点意味着 PEKK 可以用于3D 打印零部件和高要求的工业应用，而 PEEK 则被限制在了传统的制造工艺之中。PEKK 的强度和抗性使其能被用于高温高压环境（例如引擎），而其低渗气性则可被用于卫星和潜水艇。这种聚合物已经被用于3D 打印制造载人商业航天器部分组件。</p>
展望未来
<p>PEKK 具有比其它 PAEK 聚合物更强的制造灵活性。这意味着用于3D 打印的 PEKK 材料在高要求工业应用领域具有非常大的潜力。随着 3D 打印从简单的原型制造向工业应用迅速推进，PEKK 将为工业生产开辟无限新可能。</p>
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<p>为了加速 PEKK 的实际应用开发，阿科玛与 3D 打印机开发商 miniFactory 和长丝生产商 Kimya 建立了合作关系，共同开发了一套可靠的供应链和监管工艺流程，使用 PEKK 细丝生产用于工作环境要求最为严苛的零部件。PEKK 是可通过 FFF（熔丝制造）加工（包括在“Z”的方向上）的最强韧和最坚硬的聚合物之一。</p>
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<p>总而言之，对于工作环境要求很高的高性能聚合物零部件，聚合物材料的选择非常明确。首先，在适用于增材制造的各种材料中，PEKK 是物理和机械性能最佳的材料之一。再者，也是更为重要的一点，根据客户的最终需求，PEKK 允许用户选择最适合他们的生产设施和制造方法。</p>
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<p>为了加速 PEKK 的实际应用开发，阿科玛与 3D 打印机开发商 miniFactory 和长丝生产商 Kimya 建立了合作关系，共同开发了一套可靠的供应链和监管工艺流程，使用 PEKK 细丝生产用于工作环境要求最为严苛的零部件。PEKK 是可通过 FFF（熔丝制造）加工（包括在“Z”的方向上）的最强韧和最坚硬的聚合物之一。</p>
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<p>总而言之，对于工作环境要求很高的高性能聚合物零部件，聚合物材料的选择非常明确。首先，在适用于增材制造的各种材料中，PEKK 是物理和机械性能最佳的材料之一。再者，也是更为重要的一点，根据客户的最终需求，PEKK 允许用户选择最适合他们的生产设施和制造方法。</p>