ULTEM-materiaalin 3D-tulostus on nopeasti kasvava markkina, koska 3D-tulostus mahdollistaa osien valmistamisen nopeammin, edullisemmin ja joustavammin verrattuna perinteisiin valmistusmenetelmiin. Kuitenkin Ultem 3D-tulostus vaatii huipputason 3D-tulostuslaitteistoa. miniFactoryn teolliset 3D-tulostimet on kehitetty suorituskykyisille polymeereille kuten ULTEM 3D-tulostus, ja jokainen yksityiskohta on huolellisesti mietitty parhaiden tulosten saavuttamiseksi.
PEI (Polyetherimide) on amorfinen huippuluokan polymeeri, joka tunnetaan paremmin kauppanimellään ULTEM®. Materiaalista on saatavilla kaksi tunnettua versiota 3D-tulostusmateriaalina: ULTEM AM9085F ja ULTEM AM1010F (PEI9085 ja PEI1010). Molempia materiaaleja voidaan 3D-tulostaa vain FFF-teknologialla niiden korkeiden käsittelylämpötilojen vuoksi.
ULTEM9085 sopii erityisesti käytettäväksi lentokones, junat, alukset ja muut ajoneuvot, jotka vaativat hyväksyttyjä tai sertifioituja materiaaleja, joilla on palosuojaus ja hyvä mekaaninen kestävyys. Tätä materiaalia voidaan esimerkiksi käyttää ilmanvaihtojärjestelmissä, salpoissa, koteloissa ja kaapelikanavissa. Se tarjoaa hyvän lämpötilan keston ja kestää jatkuvaa lämpötilaa 170°C. Lisäksi sillä on hyvä iskunkestävyys, ja erinomaisen lujuus-painosuhteensa ansiosta se on hyvä vaihtoehto metalliosille.
ULTEM1010 tarjoaa poikkeuksellista lujuutta ja jäykkyyttä pitkän aikavälin lämpöaltistuksessa. Materiaali kestää jatkuvan lämpötilan 210°C, sillä on erinomainen hydrolyyttinen vakaus ja se soveltuu hyvin toistuviin höyrysterilointiin. Tämä tekee materiaalista äärimmäisen monikäyttöisen ja se on yksi asiakkaidemme laajimmin käytetyistä ultrapolymeereista. ULTEM1010 tarjoaa korkean kemikaalikestävyyden.
Tähän asti ULTEM-osia on valmistettu ruiskupuristuksella tai koneistamalla. Nyt kuitenkin 3D-tulostus mahdollistaa laajemmat materiaalihakemukset. 3D-tulostus tunnetaan erinomaisista tuloksistaan alueilla, joissa perinteiset valmistusmenetelmät kohtaavat haasteita kustannusten ja tuotantomäärien osalta. 3D-tulostuksen avulla miniFactory Ultra -teknologia ei enää tarvitse tukeutua varastomuotoihin, vaan voi tuottaa suurempia osia ilman materiaalihukkaa ja huomattavasti alhaisempaan hintaan kuin aiemmin.
Koneistuksen haasteena on materiaalihukka. Lisäksi jokaiselle valmistettavalle osalle tarvitaan itsenäinen koneistuskeskus ja ohjelmisto. Ruiskupuristus on hyvä ratkaisu suurissa tuotantosarjoissa. Kuitenkin ULTEM-polymeerien ruiskupuristus poikkeaa monien teollisten muovien ruiskupuristuksesta siinä, että muotit on lämmitettävä jopa 175°C:seen. 3D-tulostuslaite miniFactory Ultra voi tuottaa 1 tai 100 osaa samaan hintaan per osa. Jokainen osa voi myös olla erilainen, ja CAD-tiedoston valmistelu 3D-tulostukseen ei vie enempää kuin viisi minuuttia. Täten 3D-tulostus on äärimmäisen joustava ja nopea valmistusmenetelmä, jossa suunnittelun vapaus ja massaräätälöinti ovat suunnittelijan parhaita työkaluja.
3D-tulostetun osan kustannusrakenne poikkeaa merkittävästi perinteisten valmistusmenetelmien kautta tuotettujen osien kustannusrakenteesta. Riippumatta siitä, mikä menetelmä käytetään ULTEM-osan valmistamiseen, osa on ensin suunniteltava CAD-ohjelmistolla. miniFactory Ultra -tulostusohjelma käyttää STL-tiedostoa osan ohjelman luomiseen, joka siirretään 3D-tulostimeen. 3D-tulostimen käynnistämisestä tulostuksen aloittamiseen menee noin 30 minuuttia, ja itse tulostus vie noin 10 minuuttia, jotta operaattori saa sen valmiiksi. 3D-tulostuksessa osat valmistetaan lisäämällä materiaalia, joten materiaalihukka ei ole ongelma. Tämä tarkoittaa, että materiaalikustannukset syntyvät vain osan painosta, eikä sen mitat tai monimutkaisuus vaikuta kustannuksiin.
Investoituasiin miniFactory Ultra 3D-tulostimeen osia voidaan valmistaa vain materiaalikustannuksilla. Sähkönkulutus esimerkiksi ei tule merkittäväksi kulueräksi. Tuotannon tehostamiseksi yksi operaattori voi hallita useita Ultra 3D-tulostimia.
ULTEM-materiaalien 3D-tulostus vaatii FFF-teknologialla varustetun laitteen, joka on suunniteltu ultratehokkaiden polymeerien 3D-tulostukseen. miniFactory Ultra on optimoitu erikoismuovien 3D-tulostukseen, ja teknologiamme tarjoaa teknisen ratkaisun, joka mahdollistaa erittäin korkeat käsittelylämpötilat, materiaalien esikuivauksen ja materiaalien ylläpidon. Lisäksi kehittämämme AARNI-laadunvalvontaohjelmisto varmistaa osien tasalaatuisuuden ja tuottaa valmistusdokumentteja 3D-tulostetuille ULTEM-osille.
ULTEM-materiaaleilla on erittäin korkea lasisiirtymälämpötila, jopa 217°C (vertailun vuoksi ABS:lla on lasisiirtymälämpötila 85°C). Amorfisten materiaalien, kuten ULTEMin, 3D-tulostuksessa on tärkeää pitää tulostuskammion lämpötila lähellä materiaalin lasisiirtymälämpötilaa tulostuksen aikana. Tämä on ainoa tapa varmistaa, että osat ovat mittojen mukaan tarkkoja ja mekaanisesti kestäviä ilman sisäisiä jännityksiä. miniFactory Ultra 3D-tulostin on kehitetty korkean suorituskyvyn polymeereille, kuten ULTEMille, jotka vaativat korkeita käsittelylämpötiloja. Jos materiaali tulostetaan tulostuskammiossa, joka on selvästi kylmempi kuin Tg (lasisiirtymälämpötila), tulostettava osa jäähtyy epätasaisesti. Tämä puolestaan johtaa suuriin mekaanisiin jännityksiin, muodonmuutoksiin ja pahimmassa tapauksessa osan halkeiluun. Ultra 3D-tulostimella voit tulostaa ULTEM-osia optimoidussa prosessissa, jossa kammin korkea lämpötila takaa korkealaatuiset osat.
Esimerkiksi ULTEM1010 lasisiirtymälämpötila on noin 217°C, joten optimaalinen lämpötila tulostuskammiossa tulostuksen aikana on noin 215°C. Jos lämpötila laskee alle 210 asteen, osa altistuu selkeille jännityksille epätasaisen jäähdytyksen vuoksi.
ULTEM9085 lasisiirtymälämpötila on noin 185°C, mikä tarkoittaa, että optimaalinen lämpötila tulostuskammiossa on noin 180°C. Tämä tarkoittaa, että tasainen ja riittävän korkea lämpötila tulostuskammiossa on kaukana tärkein yksittäinen tekijä, kun pyritään valmistamaan laadukkaita osia 3D-tulostuksessa korkean suorituskyvyn polymeereistä. Kun itse tulostusprosessi on valmis, kammiota jäähdytetään hitaasti ja tasaisesti, jotta osa jäähtyy myös hitaasti eikä kärsi lisäjännityksistä.
Rakennusalustan lämpötila ei ole kriittinen prosessin lopputuloksen kannalta. Laiteissa, joiden tulostuskammio ei voi lämmetä materiaalin lasisiirtymälämpötilaan, tulostusalusta toimii vain osan pitämiseksi alustassa ja estää materiaalin vääntymisen ja muodonmuutoksen erilaisten liimojen avulla. Vaikka tämä menetelmä voi joissain tapauksissa (pienet osat) tuottaa hyvännäköisiä osia, se ei voi estää materiaalin sisäisiä jännityksiä, mikä voi merkittävästi heikentää sen ominaisuuksia. miniFactory Ultra:lla on myös lämmitetty rakennusalusta, joka voidaan lämmittää jopa 250°C:seen. Tämä parantaa laitteen esilämmitystä ja auttaa pitämään tasaisen lämpötilan kammiossa.
ULTEM-materiaalien optimaalinen suuttimen lämpötila on 360-385°C riippuen 3D-tulostuslaitteesta ja siitä, kuinka kunkin laitteen suuttimen loppulämpötila mitataan. Termoplastien laajan käsittelyalueen vuoksi tulostuslämpötila ei ole niin kriittinen kuin tulostuskammion lämpötila. Tulostusnopeuden kasvaessa myös suuttimen lämpötilan on nostettava riittävän sulamisvoiman varmistamiseksi. miniFactory Ultra:n suuttimea voidaan lämmittää jopa 480°C:seen, joten ULTEM-materiaalin 3D-tulostus on vaivaton.
Kuten useimmat polymeerit, ULTEM-materiaalit ovat herkkiä kosteuden imeytymiselle, mikä heikentää tulostuslaatua. On erittäin tärkeää, että materiaalit esikuivataan ohjeiden mukaan. Vielä tärkeämpää on kuitenkin, että materiaali pidetään myös kuivana tulostusprosessin aikana. Kun suhteellinen kosteus ylittää 50 %, täydellisesti esikuivattu materiaali kerää niin paljon kosteutta vain muutamassa tunnissa, että tulostuslaatu heikkenee. miniFactory Ultra 3D-tulostimessa on lämmitetty filamenteille tarkoitettu kammi, joka esikuivaa materiaalin optimaalista käyttöä varten ja pitää kosteuden poissa materiaalista tulostuksen aikana. Tämä ominaisuus mahdollistaa tulostamisen aina samalla korkealla laadulla ja kosteuteen liittyvien ongelmien välttämisen.
miniFactory Ultra -tulostimen optimaalisen tulostusprosessin ansiosta erikoista jälkikäsittelyä ei tarvita, ja osa on heti valmis käyttöön tulostuksen jälkeen. Tämä on mahdollista kammion optimaalisen tulostuslämpötilan ja sen jälkeisen hitaasti ja tasaisesti tapahtuvan jäähtymisen ansiosta. Ultra 3D-tulostimessa tämä tapahtuu automaattisesti, eli käyttäjän ei tarvitse puuttua prosessiin. Alitoimivissa prosesseissa prosessivirheitä ei voida korjata lämpökäsittelyllä tai muulla jälkikäsittelyllä.
Jos osassa on tukirakenteita, jotka on tulostettu Ultemille tarkoitetulla tukimateriaalilla, ne voidaan poistaa osasta jäähtymisen jälkeen. Korkean suorituskyvyn polymeereille tarkoitetut tukimateriaalit ovat lähes poikkeuksetta niin kutsuttuja rikkoutuvia tukimateriaaleja, eli ne on aina poistettava käsin annetuilla työkaluilla. Tukimateriaalin poistamisessa on kuitenkin oltava varovainen ja käytettävä oikeita suojavarusteita turvallisuuden varmistamiseksi. Saatavilla on myös joitain vesiliukoisia tukimateriaaleja.
Nämä materiaalit toimivat hyvin tulostuskammiossa, jonka lämpötila on alle 150°C. Tämä tarkoittaa, että jos vesiliukoista tukimateriaalia käytetään yhdessä ULTEMin kanssa, osaa ei ehkä tulosteta optimaaliseen lämpötilaan, mikä puolestaan aiheuttaa edellä mainittuja heikkouksia itse osassa.
miniFactory Industrial 3D -tulostimissa on kaksi suuttinta. Tämä mahdollistaa laitteen tulostaa jopa monimutkaisempia ULTEM-osia rikkoutuvalla tukimateriaalilla, joka on suhteellisen helppo poistaa, samalla kun varmistetaan osan optimaaliset mekaaniset ominaisuudet.
ULTEM 3D-tulostetut osat sopivat moniin sovelluksiin. Kun osat on tarkoitettu loppukäyttösovelluksiin, tuottajien on varmistettava optimaalinen tulostusprosessi ja vältettävä valmistusvirheitä. Kun 3D-tulostettu osa pidetään kädessä, kukaan ei voi sanoa, kuinka osa on tulostettu, onko tulostuskammio saavuttanut optimaalisen lämpötilan vai oliko se selvästi lasisiirtymälämpötilan alapuolella. Parhaiten tämän varmistaa pyytämällä laadunvalvontaraportin tulostetulle osalle, joka sisältää kaikki tiedot osan valmistusprosessista.
Tämä lisää luottamusta 3D-tulostettuihin osiin ja mahdollistaa yrityksille "master sample" ajattelutavan hyödyntämisen varaosien valmistuksessa. miniFactory AARNI on innovatiivinen prosessinhallintatyökalu, joka toimii miniFactory Ultra 3D-tulostimen kanssa. AARNI:n avulla saat kaikki tiedot visuaalisesti jokaiselle tulostukselle samalla varmistaen jatkuvasti tulostettujen ULTEM-osien laadun.
ULTEM on SABIC GLOBAL TECHNOLOGIES BV:n tavaramerkki
Ota yhteyttä, niin asiantuntijamme ovat pian yhteydessä.
"*" näyttää pakolliset kentät
