超聚物介绍

我们所称的超聚合物、高性能聚合物、超高聚合物、专用聚合物,都可以在聚合物金字塔顶端找到。与传统工程聚合物相比,这些材料具有更高的性能,通常作为超聚物用于金属替代应用,从而发挥其优异性能。高性能miniFactory Ultra 3D打印机使超聚物3D打印这一创新成为可能。Ultra 3D打印机针对超聚物3D打印而开发,其拥有的250℃加热打印舱可以打印出最佳质量的高性能聚合物零件。

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超聚物的主要特点

超聚物最重要的特性与其应用有关,这些应用涉及高达250℃的工作温度以及腐蚀性或强化学物质。另一个主要用途是金属替代应用。金属制品持久耐用,但也很笨重且造价昂贵,并会随着时间推移被腐蚀。在不再选择使用金属的许多行业中,需要新的解决方案取而代之。

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耐腐蚀化学品和溶剂

高性能聚合物具有极强的耐化学性,可以在金属经常氧化或生锈的环境中使用。高性能聚合物对强化学物质和溶剂具有极强耐受性,即使在最具挑战性的环境和应用中,也能具有长期的可靠性并缩短停机时间。

金属需要施加各种高成本的饰面和涂层,才能在类似的环境中使用。如果金属零件被划或涂层磨损后,则很容易受化学物质腐蚀。这将导致从表面开始的材料损失以及机械性能的损失。采用塑料后,则无需进行这些处理。

高性能聚合物对酸、醇、燃料、油和卤化溶剂具有极强的耐化学性。因此,在需要精密流体处理组件的化工和加工行业应用中,高性能聚合物是一种理想的材料。

天然无腐蚀

与金属不同,塑料材料在3D打印之前是有色的,因此,对于成品零件无需进行喷漆等任何单独处理。在金属零件中,水气诱发的腐蚀是一个主要问题,大多数金属都需要一层单独的涂层来防止腐蚀。然而,耐磨性是涂层面临的一个问题,这会影响零件的使用寿命。目前有各种耐腐蚀合金,但其价格昂贵,因此在控制成本方面是一个挑战。

高性能聚合物和聚合物复合材料零件具有天然的耐腐蚀性,在需要护套的异种金属场景中不会产生电化学效应。

高强度重量比,优化效率

各行各业一直在寻找强度高、重量轻的材料,以简化零件设计,降低系统成本,并使暴露在恶劣条件下的零件具有更好的耐久性。

通过采用高性能聚合物代替金属,能够生产出比以前更轻的产品。高性能聚合物由于重量轻,具有更好的燃料效率和耐久性。

聚合物比许多金属要轻的多,最多可达六倍。因此,航空航天公司可通过采用高性能聚合物代替金属部件来大幅节省燃料成本。

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高达250℃的工作温度提供了新的可能性

传统工程塑料在操作环境,尤其是工作温度方面已经习惯了某些限制。最常见的工程聚合物可以承受高达100℃的工作温度,而高性能聚合物可以承受超过250℃的工作温度。

在许多应用中,如果工作温度更高,塑料将是完美的解决方案。到目前为止,相关行业一直选择笨重且昂贵的金属部件,而这些部件在并不适合金属的应用中使用寿命较短。采用超聚物3D打印,不再需要进行妥协,可针对特定应用选择合适的高性能聚合物。例如,在工艺制造中,从热处理环境到涂装线的固化阶段,存在各种各样的应用。在这些应用中,高性能聚合物3D打印为大幅节省成本提供了一个具有成本效益的最优解决方案。

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在所有形状和形式中具有极高的电气绝缘性能

高性能聚合物具有优异的电气绝缘性能和热性能。对于产生电流的发电设备来说,优异的绝缘性能是一个必须条件。当同时具有绝缘性能和耐高温性(即使超过250℃)时,材料的应用迅速增加。随着交通工具的电气化程度提高且更加轻便,需要寻找更耐用、更安全的材料。由于亚原子粒子较少,高性能聚合物对电子流具有耐受性。这阻止了电荷在主体内自由流动。

金属材料通常需要各种高成本的饰面和涂层来达到某种程度的绝缘性能。然而,即使是经过处理的金属也无法具有与聚合物相同的性能。

自润滑性能赋予耐久性和低噪音

高性能聚合物具有良好的耐摩擦性和耐磨性,为要求严苛的应用提供了出色的解决方案。该材料的摩擦系数低,可在干燥条件下采用聚合物组件。同时不需要润滑剂。采用聚合物代替金属,可确保零件持久耐用、低噪音和低振动。

润滑剂在所有金属与金属的接触中必不可少。即使定期添加润滑剂,并保持最佳工作环境,金属在使用中的磨损仍然快于塑料。高性能聚合物是机械工程应用的一个很好选择,因为采用这种材料可以生产出形状复杂的零件,并具有良好的摩擦学性能。自润滑特性可延长部件的使用寿命,减少维护。

可采用所有常用方法来进行重复灭菌

医疗和食品行业中使用的塑料必须具有可灭菌性。这样能在不影响其性能的情况下确保高操作安全性。聚合物具有良好的清洁和杀菌性能,为要求严苛的应用提供了良好的解决方案。医疗行业使用的工具和公用设施必须保持清洁卫生。感染是患者在医院面临的最大威胁之一。通过使用经过适当消毒的设备,可轻松避免这一问题。

在食品生产行业中,灭菌是一项重复性操作。重要的是,灭菌过程不得影响生产所使用零件的耐久性。高性能聚合物(如PPSU或ULTEM1010)能够耐受重复灭菌循环。它们尤其能够经受化学、蒸汽或辐射灭菌等苛刻的灭菌方法,并且不会产生严重损坏。

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行业特定认证

大多数超聚物均根据UL94 V-0防火等级进行分类。UL94是用于测定塑料材料相对可燃性的使用最广泛的可燃性测试之一。因此,超聚物材料具有良好的防火等级,可用于更具挑战性的应用。

除UL94 V-0分级外,一些材料还需要行业特定认证。例如,ULTEM9085树脂FST符合OSU评级55/55,因此其符合航空标准。ULTEM9085树脂和PEKK符合铁路行业EN45545-2标准。这两项专业标准都涉及到材料的燃烧和有毒气体的形成。

ULTEM1010或PC-S等材料获得EU 10/2011、FDA 21 CFR食品接触认证,可用于食品应用。因此,超聚物确实名副其实,是一种可用于最具挑战性应用的材料。

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