Rhannau PTFE personol ar gyfer gwresogyddion-cromfachau mowntio, blociau terfynell, gwahanyddion penodol-yn nodweddiadol mae angen peiriannu drud. 3Mae argraffu PTFE D, er ei fod yn heriol, bellach yn bosibl ac yn darparu ffordd o gynhyrchu cydrannau cymhleth unwaith ac am byth yn gyflym heb offer. Mae gweithgynhyrchu ychwanegion yn symud ymlaen i gymwysiadau gwresogi diwydiannol, gan gynnig prototeipio cyflym a-rhannau sbâr ar alw ar gyfer cydosodiadau gwresogyddion PTFE. Fodd bynnag, mae'r dechnoleg yn dal i aeddfedu, ac mae deall ei galluoedd a'i chyfyngiadau presennol yn hanfodol ar gyfer mabwysiadu realistig.
Pam Mae PTFE yn Anodd ei Argraffu'n Gonfensiynol
Mae'r rhan fwyaf o brosesau argraffu 3D yn dibynnu ar doddi ffilament a'i allwthio fesul haen (modelu dyddodiad ymdoddedig, FDM). Nid yw PTFE yn toddi ac yn llifo fel thermoplastigion; mae ganddo gludedd toddi uchel iawn-yn y bôn nid yw'n dod yn ddigon hylifol ar gyfer argraffu ar sail allwthio. Yn lle hynny, mae PTFE yn trawsnewid yn uniongyrchol o gyflwr solet i gyflwr rwber, past- cyn dadelfennu tua 327 gradd . Mae'r ymddygiad hwn yn gwneud argraffu FDM confensiynol o PTFE pur yn anymarferol.
Mae dau ddull gweithgynhyrchu ychwanegion amgen wedi dod i'r amlwg i oresgyn y cyfyngiad hwn:
Gludo Allwthio gyda Sintering
Gellir cynhyrchu elfen gwresogydd PTFE argraffedig 3D gan ddefnyddio dull allwthio past. Mae powdr PTFE yn cael ei gymysgu â rhwymwr hylif i ffurfio past sy'n cael ei allwthio trwy ffroenell fân. Yna mae'r "rhan werdd" argraffedig yn destun cam rhwymol (tynnu'r rhwymwr yn thermol neu'n gemegol) ac yna sintro tymheredd uchel (tua 380 gradd ). Yn ystod sintro, mae'r gronynnau PTFE yn asio â'i gilydd, gan ffurfio strwythur solet, er ychydig yn fandyllog.
Mae'r broses hon yn cyfateb i fowldio chwistrellu metel (MIM) ac mae'n cynhyrchu rhannau â phriodweddau mecanyddol sy'n agosáu at rai PTFE wedi'u mowldio â chywasgu, ond gyda rhywfaint o fandylledd gweddilliol. Mae PTFE printiedig 3D sintered fel arfer yn arddangos dwysedd ychydig yn is (2.10-2.15 g / cm³ yn erbyn 2.17-2.20 g / cm³ ar gyfer PTFE wedi'i fowldio â gwyryf) a chryfder tynnol llai (18-22 MPa o'i gymharu â 25-30 MPa ar gyfer siapiau stoc wedi'u peiriannu).
PFA fel Dewis Arall Argraffadwy
Mae alcan perfflworoalkoxy (PFA) yn fflworopolymer toddi prosesadwy gyda phriodweddau tebyg iawn i PTFE-gwrthiant cemegol rhagorol a thymheredd gwasanaeth parhaus o hyd at 260 gradd . Mae PFA ar gael fel ffilament ar gyfer argraffwyr FDM sydd â therfynau poeth tymheredd uchel (Yn fwy na neu'n hafal i 350 gradd ) a siambrau wedi'u gwresogi i atal ysfa.
Er nad yw PFA yn PTFE, fe'i derbynnir yn aml mewn cymwysiadau gwresogi cemegol lle byddai PTFE yn cael ei nodi fel arall. Gellir argraffu rhannau PFA yn uniongyrchol heb sintro, gan gyflawni bron-ddwysedd llawn ac adlyniad rhyng-haenog da. Y fasnach yw'r gost: mae ffilament PFA gryn dipyn yn ddrytach na systemau powdr PTFE, ac mae angen rheoli tymheredd dolen gaeedig ar gyfer yr offer argraffu.
Cymwysiadau Ymarferol ar gyfer Cydrannau Gwresogydd PTFE
Mae'r gallu i argraffu peiriant gwahanu personol dros nos yn realiti ymarferol i weithgynhyrchwyr gwresogyddion a thimau cynnal a chadw. Mae cydrannau penodol sy'n-addasu'n dda ar gyfer argraffu 3D yn cynnwys:
Mowntio cromfachau: Geometries ansafonol ar gyfer cysylltu gwresogyddion PTFE wrth -danciau siâp odrif. Gellir dylunio ac argraffu braced a fyddai'n cymryd pythefnos i'w beiriant o biled PTFE mewn 48 awr.
Amgaeadau terfynell: Gorchuddion amddiffynnol dros y terfynellau adran oer. Nid yw'r rhain yn gweld unrhyw lwyth mecanyddol a dim ond tymereddau cymedrol ( Llai na neu'n hafal i 100 gradd ), gan wneud mandylledd yn llai hanfodol.
Gwahanwyr personol a standoffs: Cydrannau sy'n cynnal bylchau manwl gywir rhwng gwresogyddion neu rhwng gwresogydd a wal tanc. Mae'n hawdd bodloni gofynion strwythurol isel gwahanwyr gan PTFE printiedig.
Gwarchodwyr sblash a thariannau diferu: Siapiau crwm cymhleth sy'n atal tasgu cemegol rhag cyrraedd cysylltiadau trydanol. Nid yw mandylledd bach PTFE sintered yn peryglu amddiffyniad rhag sblash.
Ar gyfer{0}}defnyddwyr terfynol sy'n gweithredu llinellau platio personol neu adweithyddion cemegol, aCydran gwresogydd PTFE argraffedig 3Dgellir ei gynhyrchu ar-galw, gan ddileu'r angen i stocio amrywiaeth eang o ddarnau sbâr. Mae rhestr ddigidol o ffeiliau rhannol yn caniatáu argraffu braced wedi'i dorri'n lleol, gan leihau amser segur o wythnosau i oriau.
Cyfyngiadau Cyfredol: Lle nad yw Argraffu 3D yn gallu disodli PTFE wedi'i beiriannu eto
Nid yw gweithgynhyrchu ychwanegion ar gyfer cydrannau gwresogydd PTFE yn ddisodli cyffredinol ar gyfer peiriannu traddodiadol. Erys nifer o gyfyngiadau:
Mandylledd a Chryfder Dielectric
Mae gan PTFE printiedig sintered fandylledd mesuradwy (cyfaint gwag 3-8% fel arfer). Mae hyn yn lleihau ei gryfder dielectrig o'i gymharu â PTFE trwchus wedi'i beiriannu'n llawn. Ar gyfer cydrannau sy'n gwasanaethu fel ynysyddion trydanol ger terfynellau byw (ee, blociau terfynell neu standoffs sy'n ynysu elfennau gwresogi), gall y perfformiad dielectrig llai achosi risg o olrhain neu fflach arc. Mae'r rhan fwyaf o gydrannau PTFE printiedig yn cael eu hargymell ar hyn o bryd ar gyfer rolau nad ydynt yn-dielectric-critigol yn unig.
Cryfder Mecanyddol Dan Llwyth Parhaus
Gall PTFE wedi'i beiriannu wrthsefyll straen cywasgol parhaus o tua 4-5 MPa (600-700 psi) heb fawr o ymgripiad. Mae PTFE printiedig sintered yn dangos cyfraddau ymgripiad uwch a chryfder cynnyrch is, sy'n ei gwneud yn anaddas ar gyfer fflansau cario llwyth, pwysau -cynnal rhannau, neu gydrannau sy'n destun trorym bollt uchel. Dylid dal i beiriannu braced y mae'n rhaid iddo gynnal pwysau gwresogydd PTFE 3 kW o PTFE gwyryf neu PFA.
Ymwrthedd Cemegol o Fandylledd
Er bod PTFE ei hun yn anadweithiol yn gemegol, gall mandyllau agored mewn rhan brintiedig ddal hylifau proses. Mewn amgylcheddau ymosodol (ee, asid nitrig crynodedig neu asid cromig poeth), gall hylif sydd wedi'i ddal mewn mandyllau ehangu yn ystod beicio thermol, gan achosi cracio micro a methiant rhannol yn y pen draw. Gall triniaethau selio (ee, trwytho â chwyr fflworinedig) leihau mandylledd ond ychwanegu camau proses.
Ardystio Deunydd
Mae llawer o gymwysiadau gwresogi diwydiannol yn gofyn am olrheiniadwyedd deunydd ac ardystiad (ee, ASTM D4894 ar gyfer PTFE). 3Efallai na fydd cydrannau printiedig D sy'n defnyddio fformwleiddiadau rhwymwr powdr wedi'u teilwra'n cario'r un ardystiadau eto, gan gyfyngu ar eu defnydd mewn diwydiannau rheoledig megis gweithgynhyrchu fferyllol neu led-ddargludyddion.
Rôl PFA wrth Bontio'r Bwlch
Ar gyfer cymwysiadau sydd angen-prosesadwyedd toddi a phriodweddau mecanyddol uwchraddol, mae argraffu PFA yn cynnig datrysiad mwy aeddfed. Gellir argraffu cydrannau PFA ar -argraffwyr FDM tymheredd uchel (ee, gan ddefnyddio peiriannau polyetherimide (PEI) neu polyetheretherketone (PEEK)) gydag adlyniad haen yn ddigon cryf ar gyfer cromfachau swyddogaethol a gorchuddion terfynell. Y brif anfantais yw cost-Gall ffilament PFA fod yn fwy na 500percilogram, o'i gymharu â 500percilogram, o'i gymharu â 50-100 y cilogram ar gyfer ffilamentau peirianneg safonol.
Fodd bynnag, ar gyfer rhaglenni gwerth untro, uchel-lle mae amser segur yn ddrud, mae cost ffilament PFA yn fach iawn o gymharu â'r arbedion o gynhyrchu cyflym. Mae tai terfynell argraffedig PFA sy'n cyrraedd{-safle mewn dau ddiwrnod yn erbyn rhan PTFE wedi'u peiriannu mewn pythefnos yn gynnig gwerth cymhellol ar gyfer llawer o gyfleusterau.
Rhagolygon ar gyfer y Dyfodol: Aeddfedu Gweithgynhyrchu Ychwanegion ar gyfer Flworopolymerau
Mae gweithgynhyrchwyr offer wrthi'n datblygu argraffwyr PTFE 3D pwrpasol sy'n cyfuno allwthio past tymheredd uchel â siambrau sintro manwl gywir. Wrth i'r systemau hyn aeddfedu, disgwylir i ddwysedd a phriodweddau mecanyddol PTFE argraffedig agosáu at rai siapiau wedi'u mowldio. Ar yr un pryd, mae dulliau prawf safonol ar gyfer fflworopolymerau printiedig yn cael eu datblygu gan gyrff diwydiant fel ASTM International (Pwyllgor F42 ar Weithgynhyrchu Ychwanegion).
Mae'r gallu i argraffu peiriant gwahanu personol dros nos yn realiti ymarferol heddiw, er bod rhywfaint o werthiant perfformiad. Ar gyfer cydrannau nad ydynt yn hanfodol-cromfachau, gorchuddion, gardiau, a gwahanwyr-mae argraffu 3D eisoes yn ddewis amgen ymarferol i beiriannu. Ar gyfer insiwleiddio critigol neu gydrannau cadw pwysau, saernïo traddodiadol yw'r safon o hyd.
Casgliad
Mae argraffu 3D yn cynnig hyblygrwydd cyffrous ar gyfer cydrannau gwresogydd PTFE arferol, er ei fod ar hyn o bryd yn ategu yn hytrach na disodli gwneuthuriad traddodiadol. Mae rôl gweithgynhyrchu ychwanegion mewn gwresogi diwydiannol yn debygol o dyfu wrth i ddeunyddiau a phrosesau aeddfedu. Mae'r potensial tymor agos yn gorwedd mewn prototeipio cyflym ac ar-rhannau sbâr-galw ar gyfer rhaglenni straen isel, dielectric. Wrth i ddwysedd sintered wella ac wrth i lwybrau ardystio ddod i'r amlwg, bydd PTFE wedi'i argraffu yn cymryd rôl fwy mewn dylunio gwresogydd, gan alluogi geometregau ac addasiadau sy'n rhy ddrud i'w peiriannu. Am y tro, gan nodi aCydran gwresogydd PTFE argraffedig 3Dyn benderfyniad ymarferol ar gyfer achosion defnydd penodol-un sy'n lleihau amseroedd arweiniol a chostau rhestr eiddo heb beryglu diogelwch prosesau pan gaiff ei weithredu o fewn ffiniau presennol y dechnoleg.
