新しい研究により、3DプリントにおけるPEEKの結晶化プロセスが明らかになり、材料特性をより適切に制御できるようになりました。

新しい研究により、3DプリントにおけるPEEKの結晶化プロセスが明らかになり、材料特性をより適切に制御できるようになりました。
2024年3月15日、Antarctic Bearは、研究者が3Dプリントプロセス中のポリエーテルエーテルケトン(PEEK)の結晶化プロセスをマッピングすることに成功したことを知りました。 この研究は、米国空軍研究所、コーネル大学、ボーイングの研究者らによるものである。

△この研究結果はMacromolecules誌に掲載されており、設計者やエンジニアが3Dプリントパラメータが部品の機械的特性に与える影響をより深く理解するのに役立ちます。これらのパラメータには、材料堆積速度、3Dプリントヘッド速度、3Dプリントヘッド温度、3Dプリントベッド温度、ノズル径(ポータル)が含まれます。
PEEK などの高性能ポリマーは、耐高温性や軽量性などの優れた機械的特性を備えているため、3D プリントでますます使用されるようになっています。研究者たちは、3Dプリント部品の性能をより適切に制御するには、3Dプリントプロセス中にこれらの材料の内部構造がどのように形成されるかをより深く理解する必要があると考えています。

△ 3Dプリント中のPEEKの結晶化プロセス(層状結晶構造への硬化とも呼ばれる)をX線で記録することに成功しました。
PEEK 3Dプリントの結晶化のマッピング

研究者たちは、3D プリントのパラメータと最終部品の性能との相関関係についてはまだ十分に理解されていないと考えています。これは、PEEK のような結晶化速度の速いポリマーの押し出しベースの付加製造に特に当てはまります。研究中、研究チームはシンクロトロンマイクロビーム広角X線散乱(WAXS)を使用して、FFF 3D印刷プロセス中の材料の結晶形成プロセスを記録しました。 X 線が物質に当たると、電子と接触してさまざまな方向に散乱します。

△ 3 つの異なる 3D プリントベッド温度での結晶度指数曲線 WAXS では、この散乱が発生する角度と強度がプロットされ、分析されて、材料の内部結晶構造に関する重要な情報が決定されます。この技術を使用して、研究者は、3D プリンターのノズルから押し出された後の最初の数秒以内に PEEK 材料がどのように結晶化するかを示す詳細なマップを作成することができました。実験中、3D プリントを複数回実行し、プリントベッドの温度を 145°C、175°C、205°C に設定して測定を行いました。 3D プリントノズルの温度は常に 400°C に維持されます。

△WAXS画像取得プロセス 試験中に収集されたデータは、時間の経過と共に材料がどのように、どこで結晶化したかを示す詳細な2次元マップにまとめられました。研究の結果、PEEK の結晶化は 3D プリントベッドに最も近い層で最初に起こることが示されました。その後、押し出された材料が完全に硬化するまで、プロセスは徐々に垂直上方に移動します。

データは、3D プリントベッドの温度上昇と結晶化の開始との間に明確な相関関係があることも明らかにしました。実際、3D プリントベッドの温度を高くして印刷すると、材料の硬化プロセスが始まるまでに時間がかかります。さらに研究者らは、より高いプリントベッド温度で 3D プリントされた材料は最終的な結晶度が高くなり、硬度と密度が増加することを発見しました。

研究者らは、最終的に、この発見により、PEEK を使用する人々は 3D 印刷パラメータをより細かく制御できるようになり、3D 印刷された部品の機械的特性を正確に判断できるようになると述べています。


PEEK、材料、結晶化、研究

<<:  寧夏回族自治区の14歳の少年が3Dプリントで顎を再建しました!

>>:  生体材料: 2 型糖尿病の in vitro 皮膚モデルを構築するための 3D プリント

推薦する

上海ジュンチェングループは400台以上の産業用3Dプリンターを保有し、ポリライト金属機械を数台導入した。

南極熊の紹介: ポリライトの金属付加製造装置は、航空宇宙分野で広く使用されているほか、金型や試作品の...

Yunzhu 3D: 付加製造が「リフトオフ」を強化

出典:ザ・ペーパー航空宇宙機器の積層造形の実現に注力する上海雲珠3Dテクノロジー株式会社(以下、「雲...

ミッドウェスト・プロトタイピング、3Dプリントサービス事業拡大のためテネレを買収

現在、3D プリント サービスの需要はますます高まっています。3D プリント サービスの提供に特化し...

中科宇辰は、大規模なレーザー積層造形処理用の同軸粉末供給金属3Dプリンターを10台以上保有しています。

南京中科宇辰レーザーテクノロジー株式会社は、国内有数の粉末供給添加剤製造設備サプライヤーです。現在、...

西安添加材料研究所の工業用粒状3Dプリンターは、大型/高効率/低コストを実現

工業製造の分野では、製品競争がますます激しくなっています。製品の設計・開発サイクルをいかに短縮するか...

画期的進歩 | iKang Medical の A3 全膝関節システムが FDA 認証を取得

2018年6月22日、北京艾康易成医療設備有限公司(以下、艾康医療)は米国食品医薬品局(FDA)か...

Yuerui 3DがHPと提携し、成都高等教育展でフルカラー3Dプリンターを発表

2018年10月29日、南極熊は、10月19日から21日までの3日間にわたって成都で開催された中国...

口腔顎顔面外科実験教育における3Dプリント技術の応用

著者: 王 柯、翔 涛、唐 亜玲、梁 新華 (四川大学口腔疾患国家重点研究室、国立口腔疾患臨床研究セ...

金属3Dプリント部品は数十メートルの体積に達する可能性があり、新しいTD-SLMテクノロジーが登場

「たとえ海外に飛行機の翼を直接3Dプリントできる大型金属3Dプリンターがあったとしても、中国では間...

ハイドロゲルが高密度細胞構造の 3D プリントを実現する方法をご覧ください。

出典: EngineeringForLife埋め込みバイオプリンティングは、細胞を含んだバイオインク...

多機能3Dプリンター「Printer.HM」:ソフトマテリアル3Dプリントの未来

この投稿は warrior bear によって 2022-10-31 22:38 に最後に編集されま...

3Dプリントが古典彫刻に現代的な解釈をもたらす

アイルランドのダブリン城を訪れる人は、政府庁舎の外に立つ、灰色の石とレンガでできた外観と鮮やかなコン...

効率的かつロスレス! Scantech 3Dスキャナーは、10分で車のマットの黒い表面の3Dデータを取得

出典: スキャンテックインダストリアル4.0時代の到来により、自動車製造業界の競争はますます激しくな...

国内初のFDM 3Dプリント生産ラインが業界に衝撃を与え、DediBot Intelligentは数々の新製品を発表した。

2017年7月28日から30日まで、2017年中国付加製造会議・展示会(AMCC2017)が杭州国...