Nhựa PEEK và những điều cần biết khi sử dụng in 3D

Với nhiều ưu điểm vượt trội, nhựa PEEK đang là lựa chọn hàng đầu được ứng dụng cho in 3D. Vậy vật liệu này là gì? Đặc điểm có gì nổi trội hơn vật liệu khác? Nó được ứng dụng như thế nào và có những lưu ý nào cần biết khi in 3D? Hãy cùng 3DS tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

1. Đôi nét về nhựa PEEK

Nhựa PEEK (polyetheretherketone) là một trong những loại nhựa kỹ thuật với các đặc tính tốt nhất từng xuất hiện. PEEK có các đặc tính cơ học, chịu nhiệt và kháng hóa chất đặc biệt. Điều này đã khiến nó trở thành vật liệu phù hợp trong một số ứng dụng đòi hỏi khắt khe nhất mà các vật liệu khác thường khó có thể đáp ứng được.

Nhựa PEEK có các đặc điểm như:

• Khả năng chịu nhiệt cao lên đến 260°C.
• Chịu được chất lỏng, môi trường khí ăn mòn và áp suất cao.
• Khả năng tự bôi trơn cao và ma sát thấp.
• Khả năng chống rão vượt trội.
• Ổn định kích thước tốt.
• Bắt lửa thấp và ít phát ra khói khi đốt cháy.
• Đặc biệt, nhựa PEEK có khả năng cách nhiệt.
• Khả năng khử trùng tuyệt vời ở nhiệt độ cao.
• Hoàn toàn tương thích sinh học.

Nhựa PEEK được dùng để làm các bộ phận thay thế các chi tiết kim loại trong tàu vũ trụ. PEEK cũng được dùng trong lĩnh vực cấy ghép chỉnh hình vì đặc tính tương thích sinh học hoàn hảo.

2. Ưu và nhược điểm của nhựa PEEK

2.1. Nhựa PEEK có nhiều ưu điểm có thể kể đến như:

• PEEK có cơ tính tuyệt vời, độ bền kéo có thể lên đến 29000psi với khả năng sử dụng ổn định ở 299 độ C khi gia cường thêm sợi carbon.
• PEEK đạt khả năng chống cháy chuẩn V0 với độ dày 1.45mm và LOI ở mức 35%, PEEK phát thải khói và khí độc cực kỳ thấp.
• Giảm trọng lượng lên đến 80% so với các chi tiết kim loại: Với trọng lượng riêng thấp vốn có của nhựa PEEK (1,3 g/cm3) nhỏ hơn một nửa so với nhôm (2.7 g/cm3) và 1/6 so với thép không gỉ (8.03g/cm3), chi phí gồm bảo trì, hậu cần, lắp đặt, đều giảm đáng kể.
• PEEK không tan trong hầu hết các dung môi và không bị thủy phân. Do đó, nó có thể được sử dụng hàng ngàn giờ trong môi trường hơi nước với áp suất cao.

(Nguồn: https://www.eos.info/) 

2.2.  Nhược điểm của PEEK:

• Nhựa PEEK có chi phí khá cao.
• Vật liệu nhựa khá đặc biệt nên quá trình xử lý phức tạp và ít được dùng trong công nghiệp.
• Khả năng kháng UV kém.

3. Nhựa PEEK trong in ấn 3D

3.1. Các lĩnh vực ứng dụng nhựa PEEK trong in 3D:

Với nhiều ưu điểm không khó hiểu khi nhựa PEEK trở thành một lựa chọn rất phổ biến cho các ngành công nghiệp như y tế, công nghiệp dầu khí, hàng không vũ trụ và ô tô.

• Cung cấp các bộ phận cấy ghép y tế nhờ vào khối lượng nhẹ, độ bền cao và khả năng tương thích sinh học cao
• Các chi tiết cơ khí trong ngành ô tô – hàng không khi PEEK đáp ứng tốt các yêu cầu về cơ tính đồng thời có khối lượng nhẹ
• Khi ứng dụng trong sản xuất các chi tiết cho ngành kỹ thuật điện, nhựa PEEK cũng được ưa chuộng với đặc tính cần cách điện và chống cháy
• Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong ngành dầu khí, với khả năng kháng hóa chất tốt đi cùng khả năng chống ma sát và hoạt động ổn định ở nhiệt độ cao

Đây là lựa chọn lý tưởng cho những thiết kế chuyên dụng và để sản xuất số lượng ít, hay khó tạo ra các nguyên mẫu bằng kim loại.

3.2. Các nhà sản xuất nhựa PEEK in 3D:

Hiện tại, phần lớn nhựa PEEK có sẵn ở dạng sợi, tương thích với máy in 3D FFF. Nhựa PEEK được gia cường với sợi carbon hiện cũng có sẵn trên thị trường được cung cấp bởi các nhà sản xuất, công ty hóa chất như Victrex, Solvay và Evonik.

Ngoài ra, EOS là một trong những nhà sản xuất đầu tiên, cung cấp nhựa PEEK HP3. Đây là loại vật liệu đem lại hiệu suất cao cho in 3D thiêu kết laser chọn lọc (SLS).

4. Các loại máy in 3D nhựa PEEK

4.1. Cubicon Dual Plus:

Dual Plus là dòng máy in công nghiệp mới nhất đến từ hãng Cubicon của Hàn Quốc. Máy hỗ trợ hầu hết tất cả các loại nhựa hiện nay trên thị trường, bao gồm cả nhựa PEEK. Máy in được sợi nhựa chịu nhiệt đến 500°C, thích hợp cho sản xuất những bộ phận chịu nhiệt.

(Nguồn: http://eng.3dcubicon.com/)

Điểm nổi bật của máy là khả năng in support hòa tan với đầu in kép – Dual Nozzle. Hệ thống đầu in kép của máy cho khả năng in kết hợp vật liệu support và vật liệu chính trên cùng 1 mẫu in. Vật liệu support có thể hòa tan dễ dàng trong nước, giúp quy trình xử lý mẫu in trở nên đơn giản, nhanh chóng và ít tác động vào bề mặt mẫu in hơn. Từ đó, cải thiện chất lượng bề mặt mẫu in tốt hơn nhiều lần so với phương pháp truyền thống.

Ngoài ra, hệ thống cân bằng trục XY tự động của máy giúp đảm bảo chất lượng, độ chính xác và tối ưu thời gian chuẩn bị cho quá trình in mà không cần sự can thiệp, điều chỉnh thủ công của người dùng. Hệ thống cân bằng tự động có khả năng tự tính toán và bù trừ sai lệch trục dựa trên thông số hiệu chuẩn. Từ đó sẽ rút ngắn thời gian cài đặt và hiệu chuẩn trước khi in chỉ trong vòng 1 phút.

Hiện nay, bạn đã có thể mua máy Dual Plus tại 3DS – nhà phân phối chính thức của Cubicon tại Việt Nam!

4.2. Intamsys Funmat HT:

Funmat HT là thiết bị máy in của Intamsys nhà sản xuất Trung Quốc. Máy cung cấp một loạt các tính năng tiên tiến, giúp máy trở thành một máy in ứng dụng tuyệt vời cho in nhựa PEEK.

(Nguồn: https://www.intamsys.com/) 

Máy có một khoang cách nhiệt không đổi lên đến 90°C và một chuông báo về sợi nhựa. Người dùng sẽ được thông báo khi dây tóc sắp hết. Funmat HT đi kèm với một máy ảnh tích hợp cho phép người dùng có thể theo dõi bản in của họ từ xa. Ngoài nhựa PEEK, máy còn có thể in vật liệu PEI, Nylon, PPSU, Ultem và nhựa ABS.

4.3. CreatBot PEEK-300:

CreatBot có trụ sở tại Trung Quốc cung cấp máy in 3D PEEK-300 có thể sản xuất các bộ phận với nhiều vật liệu hiệu suất cao, từ PLA và TPU đến Nylon, Ultem, PVA,… và tất nhiên là cả nhựa PEEK.

CreatBot đã tung ra PEEK-300 vào năm 2019 để giải quyết nhu cầu ngày càng tăng về máy in với các tính năng có thể sản xuất các bộ phận bằng vật liệu nhựa PEEK.

(Nguồn: https://www.creatbot.com/) 

PEEK-300 cũng cung cấp bàn in với một tấm sợi carbon để có thể tháo các bộ phận dễ dàng hơn và bộ lọc khí HEPA để hấp thụ các tạp chất và khí được trong quá trình in polymer ở nhiệt độ cao.

4.4. Apium P220:

P220 đến từ nhà sản xuất Apium của Đức. Máy sử dụng vật liệu nhựa PEEK, PEI, PEKK và sợi carbon PEEK (không phải sợi carbon liên tục) và PEEK thủy tinh.

Apium cho biết “hệ thống sưởi thích ứng” của họ chỉ có thể sưởi ấm những khu vực cần thiết và để những khu vực khác mát hơn để đảm bảo đủ độ cứng. Hệ thống này phân tích hình dạng in và điều chỉnh công suất cho phù hợp. Để theo dõi quá trình in, máy có tích hợp camera và ghi nhiệt độ giúp máy in có thể can thiệp độc lập khi xảy ra sai lệch trong bộ phận in. Đặc biệt, máy cũng cho biết khi nào nó cần được bảo trì.

P220 là một máy in vật liệu mở. Nghĩa là máy có thể in với bất kỳ thứ gì, ngay cả những sợi kim loại chứa đầy kim loại dẫn đến các bộ phận kim loại (sau khi thiêu kết).

(Nguồn: https://apiumtec.com/) 

Apium cũng cung cấp Máy sấy sợi Apium, giúp giảm các rủi ro liên quan đến độ ẩm và tăng tỷ lệ thành công đáng kể cho các bản in.

4.5. Zortrax Endureal:

Nhà sản xuất máy in 3D của Ba Lan Zortrax cung cấp máy in Endureal với khả năng quản lý nhiệt lý tưởng cho các polymer hiệu suất cao như nhựa PEEK. Nhiệt độ của dây tóc được giám sát và kiểm soát chặt chẽ trong suốt quá trình in để đạt được độ chính xác tốt nhất và các đặc tính vật liệu cơ học tối ưu nhất.

(Nguồn: https://zortrax.com/) 

Máy in có chức năng ủ tự động giúp nâng cao đặc tính cơ học của các bộ phận. Máy in cũng có tủ đựng dây tóc được sưởi ấm, bảo vệ khi mất điện. Một camera được tích hợp trong khoang để cung cấp video trực tiếp về quá trình in đang diễn ra. Các cảm biến có chức năng phát hiện và cảnh báo khi dây tóc bị kẹt hoặc trống. Các cảm biến này cũng cho biết đã nạp đủ dây tóc hay chưa.

Ngoài ra, Endureal có thể được quản lý từ xa với dịch vụ quản lý in 3D Zortrax inCloud.

5. Mẹo chuyên nghiệp in 3D với nhựa PEEK

Mặc dù bạn có thể in nhiều thứ tuyệt vời với vật liệu nhựa PEEK, nhưng vẫn có một số điều cần lưu ý khi sử dụng nó. Nếu sử dụng nhựa PEEK sai cách thì sẽ gây ra nhiều vấn đề.

Khi quyết định bắt đầu in 3D với vật liệu nhựa PEEK, quý khách cần lưu ý một số điều sau:

5.1. Kiểm soát nhiệt độ khi in nhựa PEEK và giảm thiểu dao động

Hãy đảm bảo rằng máy in 3D có không gian in kín là điều cần thiết với hệ thống kiểm soát nhiệt độ tối ưu. Nhựa PEEK có thể được in 3D ở nhiệt độ từ 370 độ đến 450 độ. Nhiệt độ bàn in phải luôn ở mức tối thiểu là 120 độ.

5.2. Sử dụng vật liệu chống đỡ cho mẫu in PEEK

Vật liệu sử dụng để làm cấu trúc chống đỡ (support) cho mẫu in PEEK sẽ giúp tiết kiệm rất nhiều chi phí về nguyên liệu và quá trình làm nguội. Vật liệu hỗ trợ thường là dạng “breakable support” có thể dễ dàng loại bỏ bằng việc bẻ nhưng đồng thời phải có khả năng chịu nhiệt cao gần tương đương với nhựa PEEK.

5.3. Bảo quản vòi phun sạch sẽ khi in nhựa PEEK

Khi quá trình in 3D kết thúc, hãy loại bỏ tất cả vật liệu còn sót lại khỏi đầu phun. Cần đảm bảo rằng vòi phun không bị tắc nghẽn vì điều này có thể dẫn đến rò rỉ.

5.4. Giữ cho nhựa PEEK khô ráo

Khi không sử dụng, hãy luôn bảo quản nhựa PEEK ở nơi thoáng mát, khô ráo và tối. Nên sấy nhựa ở nhiệt độ 120 độ C trong 4 giờ trước khi sử dụng.

6. Hậu quả khi mua nhựa 3D kém chất lượng và lời khuyên từ chuyên gia

6.1. Hậu quả khi mua nhựa 3D kém chất lượng

Sử dụng sợi nhựa PEEK chất lượng thấp sẽ nhanh chóng làm hỏng các linh kiện trong máy in 3D. Chúng có thể gây tắc nghẽn và phá hỏng đầu phun. Nguyên nhân là trong sợi nhựa PEEK không rõ nguồn gốc có nhiều chất độn, nhựa tái chế,… làm máy hoạt động không chính xác. Cũng chính vì vậy những sản phẩm đầu ra sẽ không thể nào đảm bảo chất lượng. Từ đó sẽ gây ra lãng phí thời gian, công sức và cả chi phí cho nhà sản xuất.

6.2. Lời khuyên từ chuyên gia

Nếu có nhu cầu sử dụng nhựa PEEK, hãy nên tìm hiểu và mua ở những cơ sở uy tín. Vì nếu sử dụng nhựa PEEK giá rẻ, không thương hiệu nhãn mác, trôi nổi trên thị trường sẽ để lại những hậu quả khôn lường. Thực tế những sợi nhựa PEEK có giá thành quá rẻ thường sẽ có pha trộn thêm nhiều chất độc ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, đặc biệt là ảnh hưởng đến sức khỏe người tiếp xúc.

Có thể nói vào những năm gần đây, thị trường vật liệu in 3D đang bùng nổ. Và để có thể đi lâu dài trong ngành này, chất lượng chính là yếu tố hàng đầu. Giữa đa dạng các nhà sản xuất, địa chỉ cung cấp thiết bị, vật liệu in 3D như hiện nay, để tìm được một địa chỉ chính hãng, chất lượng là điều không hề dễ dàng. Nếu quý khách đang có nhu cầu tìm đến một cơ sở uy tín, hãy đến với 3DS. Với kinh nghiệm nhiều năm đã hợp tác và cung cấp vật liệu in cho nhiều doanh nghiệp tại Việt Nam, đồng thời là nhà phân phối chính hãng của nhiều thương hiệu như máy in 3D Massivit, Formlabs, Cubicon,…. Chắc chắn lựa chọn 3DS sẽ không khiến quý khách hàng thất vọng.

7. Tổng kết

7.1. 3D Smart Solutions

Qua bài viết trên, quý khách hàng chắc hẳn đã hiểu chi tiết hơn về nhựa PEEK. Nếu như quý khách đang quan tâm đến nhựa PEEK và muốn ứng dụng vật liệu này vào in 3D, hãy liên hệ ngay với 3DS. Công ty 3D Smart Solutions (3DS) ra đời nhằm cung cấp giải pháp 3D trọn gói cho các đơn vị sản xuất trong nước và các đối tác nước ngoài. Nếu tính theo doanh thu và số lượng đơn đặt hàng, 3D Smart Solutions (3DS) được đánh giá là doanh nghiệp hàng đầu Việt Nam trong lĩnh vực cung cấp giải pháp 3D chuyên nghiệp.

Hiện tại, chúng tôi cung cấp các sản phẩm gồm có:

• Thiết Bị và Phần Mềm như Máy quét 3D, máy in 3D, phần mềm CAD | CAM | CAV.
• Các dịch vụ liên quan đến in 3D như: Quét mẫu 3D, in 3D, sản xuất loạt nhỏ, thiết Kế ngược, kiểm tra 2D 3D Inspections, thiết kế kiểu dáng công nghiệp, thiết kế khuôn chính xác.

Những sản phẩm tại 3DS đều là những sản phẩm chính hãng, chất lượng cao. Do đó, quý khách hoàn toàn có thể yên tâm khi lựa chọn 3DS. Quý khách cũng có thể tìm hiểu thêm về vật liệu in 3D tại đây.

7.2. Liên hệ

Nếu quý khách muốn tìm hiểu kỹ hơn, hay cần tư vấn về nhựa PEEK hay để lựa chọn vật liệu, máy in phù hợp, hãy liên hệ với 3DS qua Hotline 0345 699 777 để nhân viên của 3DS tư vấn nhanh nhất.

Bài viết liên quan:

• Ứng dụng của nhựa in 3D Resin Formlabs
• Hệ thống và giải pháp in 3D hàng đầu thế giới
• Dịch vụ in 3D, in mẫu 3D theo yêu cầu, nhanh, đẹp, giá tốt
• Sự khác biệt giữa nhựa PVC và nhựa nylon là gì?
• Vai trò của nhựa ASA trong in 3D
• Bật mí những lợi ích tuyệt vời từ nhựa Hips
• Nhựa PC có an toàn không, ưu điểm và ứng dụng
• Các loại vật liệu nhựa in 3D phổ biến hiện nay
• Hỏi đáp về công nghệ in 3D và sử dụng dịch vụ in 3D hiện nay