Aquasys 180: Bewezen oplosbare ondersteuning voor geavanceerde filamenten

Kunststofmaterialen kunnen in 3 groepen eingedeeld worden: standaard, engineering en geavanceerde kunststoffen.

Geavanceerde kunststoffen zijn bekend als PAEK (polyaryl ether ether ketone), half-kristallijne kunststoffen die hoge temperaturen weerstaan terwijl ze mechanische eigenschappen behouden.

Afbeelding 1: Kunststoffen classificatie piramide. Bron: Filament2print.

Binnen de PAEK-familie zijn er drie typen: PEEK, PEKK en PEI, allemaal met hoge chemische en mechanische weerstand en hoge temperatuurbestendigheid. Onder deze drie materialen valt PEI op door zijn dimensionale stabiliteit, wat het hoge thermische weerstand geeft zonder de mechanische eigenschappen te veranderen.

PEI wordt vaak gebruikt in toepassingen waar thermische weerstand en hoge drukwaarden een must zijn, zoals injectiegieten. Het maken van injectiegietvormen door 3D-printen verlaagt productiekosten en versnelt het prototyperingsproces, wat snellere en eenvoudigere resultaten oplevert. Een van de filamenten die hierin uitblinkt is Ultem 1010.

Om een filament als Ultem 1010 te 3D-printen, is het noodzakelijk een industriële 3D-printer te gebruiken die een printtemperatuur van meer dan 400 °C bereikt, een heated bed temperatuur van minimaal 150 °C en een kamertemperatuur van minimaal 80 °C.

Enkele jaren geleden was het moeilijk te denken dat een prototype van een onderdeel in slechts enkele uren gereproduceerd kon worden met uitzonderlijke afwerkingen en kwaliteit. De integratie van 3D-printen in het industriële productieproces is langzaam verlopen, door bestaande beperkingen qua productievolume en schaarste aan technische materialen. Vandaag de dag is FDM 3D-printen een onmisbaar hulpmiddel in de industrie en toegankelijk voor elke gebruiker die kennis en vaardigheden in deze productiemethode wil uitbreiden.

Bij de productie van FDM 3D-geprinte onderdelen voor de industrie is het vaak noodzakelijk om onderdelen met complexe geometrieën te produceren die ondersteuningsstructuren kunnen vereisen om overhangs of steile hoeken te ondersteunen. Bij het 3D-printen van een onderdeel met ondersteuningen kan hetzelfde bouwmateriaal gebruikt worden. Deze ondersteuningen moeten na afloop van het 3D-printproces verwijderd worden. In deze gevallen is voorzichtigheid geboden bij het verwijderen, aangezien dit het eindonderdeel kan beschadigen. Evenzo moet na verwijdering van de ondersteuningsstructuren na-bewerking plaatsvinden om het oppervlak van het onderdeel vrij te maken van overtollig materiaal om een zo uniform mogelijke oppervlakte te verkrijgen.

Afbeelding 2: 3D-geprint turbine met en zonder ondersteuningsmateriaal. Bron: Infinite material solution.

Om het FDM 3D-printproces van onderdelen met complexe geometrieën te vergemakkelijken, zijn diverse oplosbare ondersteuningsmaterialen ontwikkeld (ofwel in stoffen als D-Limoneen of in water) compatibel met verschillende materialen zoals PLA, PETG of ABS, maar niet geldig voor gebruik in combinatie met geavanceerde filamenten als PEEK, PEKK of PEI Ultem vanwege hun hoge printtemperatuur.

Infinite material solutions is een Amerikaans bedrijf opgericht in 2018, gewijd aan de ontwikkeling van innovatieve materialen voor FFF 3D-printen. In november 2020 lanceert Infinite material solutions AquaSys 180, een oplosbaar ondersteuningsmateriaal ontworpen om hoge temperaturen te weerstaan.

Afbeelding 3: 3D-printproces met AquaSys 180. Bron: Infinite material solutions.

AquaSys 180 is het eerste oplosbare ondersteuningsmateriaal compatibel met geavanceerde materialen, bestand tegen printtemperaturen tot 300 °C en basis- en kamertemperaturen tot 180 °C. Dankzij de thermische weerstand van AQUASYS 180 kan dit filament gebruikt worden als oplosbaar ondersteuningsmateriaal in combinatie met geavanceerde materialen zoals PEEK, PEKK, ULTEM of PPSU, wat grotere ontwerpvrijheid en flexibiliteit voor de industriële sector biedt.

Dankzij het onderzoek van fabrikanten als Infinite material solutions en hun drang om nieuwe geavanceerde producten te ontwikkelen zoals AquaSys 180, beschikt de industriële sector over steeds meer bronnen voor de productie van onderdelen met FDM 3D-printen.