Filament PEEK pour les meilleures propriétés possibles
Le PEEK, ou polyéther éther cétone, est un thermoplastique semi-cristallin et constitue le sommet absolu de la pyramide des plastiques hautes performances. Le PEEK a été introduit sur le marché en 1979 par Imperial Chemical Industries, qui a été dissoute en 2007, et était initialement principalement traité par moulage par injection.
Pendant longtemps, l'utilisation de ce plastique haute performance a été associée à des difficultés majeures pour la fabrication additive. Comme le PEEK a une très haute résistance aux températures, des températures d'extrudeuse supérieures à 350 °C sont nécessaires pour pouvoir traiter un filament PEEK. Dans le même temps, la température des panneaux de construction doit être supérieure à 230 °C pour obtenir des composants sans déformation.
Cependant, ces températures élevées ne suffisent pas à elles seules : les fluctuations de température doivent être évitées tout au long du processus d'impression. Il faut donc une imprimante capable non seulement d'atteindre des températures très élevées, mais aussi de les maintenir à un niveau constant.
Même aujourd'hui, les imprimantes 3D à filament dotées de ces propriétés sont aussi rares que les corbeaux blancs. Cependant, avec la série ARGO du fabricant italien Roboze, nous avons l'un de ces corbeaux blancs dans notre portefeuille de services et pouvons donc vous rendre compte de première main des nombreux avantages qu'offrent les composants imprimés en 3D en PEEK.
Dans cet article de blog, je caractériserai les caractéristiques qui composent les composants PEEK et nommerai les domaines d'application idéaux qui en résultent. Commençons donc tout de suite par la première fonctionnalité.
Résistance à la chaleur
Bien que la caractéristique susmentionnée de la haute résistance à la chaleur du PEEK rende le matériau difficile à traiter, elle constitue un brillant garant de sécurité lors de son utilisation. Même à des températures permanentes allant jusqu'à 250 °C, le filament PEEK conserve ses propriétés mécaniques et la fusion ne se produit qu'à env. 334 °C.
Cela fait du PEEK le matériau idéal pour les applications à haute température. Il garantit un fonctionnement sans risque, par exemple, des composants aérospatiaux, des composants automobiles, tant pour les véhicules de tourisme que dans les sports automobiles, et des composants électroniques, où la défaillance des composants liée à la chaleur nuirait non seulement aux machines, mais aussi aux personnes qui les utilisent.
Propriétés diélectriques
Le PEEK est un bon diélectrique avec une rigidité diélectrique de 20 kV/mm, une permittivité, c'est-à-dire une capacité de polarisation, de 3,1 et un facteur de dissipation de 0,004. Cela signifie que le PEEK conduit à peine l'électricité, mais permet en même temps de maintenir un champ électrostatique - une combinaison que très peu de matériaux peuvent offrir.
En conséquence, le PEEK est de plus en plus utilisé comme isolant. Ses bonnes propriétés diélectriques combinées à ses caractéristiques mécaniques exceptionnelles lui permettent d'être utilisé comme isolant dans la technologie haute tension et les câbles d'alimentation électrique, mais également comme support de tranche dans la technologie des semi-conducteurs.
Résistance à la traction
La résistance à la traction du PEEK est une autre propriété qui fait de ce matériau un plastique haute performance. Avec une valeur allant jusqu'à 110 MPa, le PEEK dépasse largement la grande majorité des filaments, dont les valeurs sont généralement comprises entre 50 et 80 MPa. Le PEEK surpasse même certains alliages non ferreux avec cette valeur.
La résistance à la traction est requise dans de nombreuses applications industrielles. Les industries automobile et aérospatiale bénéficient en particulier de la haute résistance à la traction des composants structurels en PEEK.
Léger
Le PEEK offre toutes ses propriétés pour un poids très léger. La densité moyenne du PEEK est de 1,3 g/cm³, ce qui est inférieur même à celui des alliages d'aluminium légers, qui ont une densité moyenne de 2,8 g/cm³.
Cette légèreté, combinée à ses excellentes propriétés mécaniques, en fait un remplacement idéal pour les composants métalliques coûteux et souvent très lourds afin de rendre les moyens de transport plus légers et donc plus économes en énergie.
Résistance chimique
La résistance à une large gamme de produits chimiques est essentielle dans de nombreuses applications - et avec le PEEK, cette résistance est plus que simplement satisfaite. Le PEEK résiste à la grande majorité des produits chimiques organiques et inorganiques. Les seules exceptions majeures sont les chlorhydrates, les acides nitrique et sulfurique hautement concentrés et certains hydrocarbures halogénés et aliphatiques.
Cette résistance chimique étendue signifie que l'industrie chimique peut pousser un soupir de soulagement. Alors que de nombreux autres matériaux présentant une résistance similaire sont plus faibles en termes de propriétés mécaniques ou thermiques, le PEEK forme une symbiose idéale de ces caractéristiques pour fournir des composants idéaux pour les applications chimiquement exigeantes.
Biocompatibilité
Les gens eux-mêmes bénéficient également de l'utilisation du PEEK. Le PEEK est sans danger pour le contact avec la peau et les muqueuses humaines et peut également être stérilisé à plusieurs reprises, résiste aux ondes électromagnétiques, par ex. gamma et rayons X, et possède des propriétés mécaniques durables, semblables à celles des os.
En conséquence, le PEEK est utilisé de nombreuses manières différentes dans la technologie médicale. Les instruments médicaux et les implants de toutes sortes, de la colonne vertébrale au thorax en passant par la calotte crânienne, sont désormais non seulement possibles grâce à l'impression 3D en combinaison avec le PEEK, mais sont déjà une réalité.
Faible taux de dégazage
Enfin, un avantage plus spécifique, notamment pour les applications dans la gamme de l'ultra-vide (UHV). Le taux de dégazage décrit la quantité de gaz libérés par divers matériaux sous pression négative. Les plastiques standards libèrent de tels gaz sous vide poussé. Le PEEK, en revanche, a un taux de dégazage extraordinairement faible, ce qui profite grandement aux applications UHV.
Le PEEK répond même aux exigences strictes de l'industrie aérospatiale en termes de taux de dégazage. D'autres domaines d'application dans le secteur UHV incluent la technologie des semi-conducteurs et le secteur de l'énergie.
Conclusion
Le PEEK est utilisé depuis un certain temps comme garantie de propriétés mécaniques, thermiques et chimiques exceptionnelles dans un large éventail d'industries. Cependant, la combinaison de ce matériau avec l'impression 3D ouvre un large éventail de domaines d'application supplémentaires.
Le haut degré de liberté de conception, la facilité de fabrication de composants complexes, la vitesse rapide et tous les autres avantages offerts par l'impression 3D permettent une production plus productive et efficace de ces composants PEEK de haute qualité.
Si vous avez déjà un projet qui bénéficie des propriétés de l'impression 3D et du PEEK, alors nous sommes le partenaire idéal pour vous. Téléchargez simplement votre modèle numérique ici et nous vous répondrons dans les plus brefs délais pour mettre en œuvre votre projet à votre entière satisfaction.
Merci de votre attention - et à bientôt dans le prochain article de blog !
Prêt à transformer votre production ?
Téléchargez vos fichiers CAO et obtenez un prix instantané, avec le soutien du principal prestataire européen de services en fabrication additive.
- 1-4 jours
- de délai de production
- 98%
- de livraisons à l’heure
- 200+
- matériaux disponibles