Компания Zortrax при поддержке Европейского космического агентства (ЕКА) работает над совершенствованием технологии, позволяющей печатать высокопроизводительные композитные детали из двух филаментов PEEK методом двойной экструзии на профессиональном 3D-принтере Zortrax Endureal. После почти года исследований и экспериментов на фирменном оборудовании были успешно изготовлены первые прототипы элементов из стандартного и экспериментального электропроводящего PEEK, созданного ЕКА.

Ценность разработки

Полиэфирэфиркетон (PEEK, ПЭЭК) – высокоэффективный полукристаллический полимер, устойчивый к экстремальным температурам, обладающий выдающимися механическими, химическими и эксплуатационными свойствами. Материал неуязвим под воздействием водяного пара и высокоэнергетических лучей. Ресурс характеризуется минимальным уровнем выделения вредных газообразных веществ при обжиге, отличается стабильностью размеров. Инженерный термопласт продемонстрировал достойную конкурентоспособность по сравнению с титаном, сталью и алюминиевыми сплавами.

Технология двойной экструзии LPD Plus, используемая в Zortrax-Endureal, традиционно применялась для печати несущих конструкций из сырья, отличного от самого объекта. Однако в аэрокосмическом секторе растет спрос на высококачественные композитные детали, напечатанные на 3D-принтере из двух высокоэффективных полимеров. Именно это и было достигнуто в период совместной работы космического агентства и Zortrax. Чтобы подчеркнуть возможности нового решения, инженеры компании использовали экспериментальную смесь электропроводящего ПЭЭК от ЕКА в сочетании с чистым составом для печати на Zortrax-Endureal опытных моделей с простыми функциями передачи электроэнергии и данных.

Снижение веса всегда является одной из ключевых целей проектирования в аэрокосмической технике. Идею реализовали путем создания деталей, которые служат одновременно нескольким целям. В конструкцию стандартного самолета или космического корабля входят как структурные элементы, так и проводка, отвечающая за передачу энергии или файлов между различными системами. С помощью 3D-печати компонентов из ПЭЭК с электропроводящими путями структурные части теперь могут одновременно выполнять функции транспортировки энергетических ресурсов или информационных материалов без добавления веса дополнительных проводов.

Изготовление композитных моделей стало возможно благодаря внедрению впечатляющих характеристик Endureal. Команде инженеров Zortrax удалось повысить жесткость экструзионной системы, что привело к еще большей точности размеров. Другие аппаратные изменения способствовали тому, что техника достигла невероятно высоких рабочих температур. Показатель верхней температуры экструзии теперь составляет 480°C, а максимальные температурные параметры в камере для печати и на платформе могут достигать 200°C и 220°C соответственно, что важно для последующего уменьшения деформации и усадки высококачественных материалов. Печать многокомпонентных деталей из двух видов сырья также потребовала инновационных изменений в прошивке принтера и в программном обеспечении.