適用于工業高性能3D打印部件的聚合物增強氮化硼納米管母粒

義邦新材料 2024-03-25 13:20:30

塑料材料正在不斷提高強度,以取代金屬在複雜構件中的使用。其便宜和質輕的特點使其在3D打印制造領域得到廣泛應用。

近年來,3D打印技術快速發展,成爲國內外快速成形技術的重點研究領域。美國、歐洲和中國等國家高度重視快速成形技術,在國防領域尤其關注增材制造金屬零部件和增強塑料強度的方法,以替代金屬制造複雜構件,降低成本並保持材料輕便性。這種做法推動了工程塑料在3D打印制造中的廣泛應用。

近幾年,我們看到,適用于3D打印的聚合物耗材類型正在持續增長,針對特定3D打印生産工藝而開發的配方也日益湧現。許多聚合物材料生産商、3D打印材料專業供應商和設備制造商攜手,不斷優化新材料的性能和工藝。

氮化硼納米管含量爲1%的PC/PBT顆粒

氮化硼納米管增強母粒的特性和應用

氮化硼納米管是一種具有高強度、高模量、高熱傳導性和電絕緣特性的納米材料,當它們被添加到聚合物中時,可以顯著提高複合材料的整體性能。

氮化硼納米管聚合物增強母粒是一種塑料增強材料,根據市場需求,現已開發出多種聚合物基材的氮化硼納米管增強母粒,如PC、PEEK、PEI9085、尼龍等,適用于3D打印絲材改性增強或注塑工藝。 經過注塑工藝測試,添加1%的氮化硼納米管含量可以提升機械強度25-40%,而添加3%或5%的含量可提升聚合物的導熱性能。根據需要調配不同比例的産品可以達到理想的導熱提升效果。

由氮化硼納米管增強後的PEI 9085 3D打印長絲材料

值得重點介紹的是氮化硼納米管(Boron Nitride NanobBarb,簡稱BNNB)。這種材料是六方氮化硼結晶體成核于納米管外表面的氮化硼納米管。氮化硼納米管作爲基材的增強體,而不規則的六方氮化硼結晶體則增強了納米管與基材之間的交聯。

在PEI 9085聚合物材料添加了氮化硼納米管增強母粒,氮化硼納米管僅需1%的含量,形成的氮化硼納米管增強PEI 9085 3D打印絲材具有多項優勢,如提升拉伸強度30%-50%,抗沖擊強度增加20-25%,提高熱變形溫度,增強高溫穩定性和持久性,同時具備高達95%的打印成功率,適用于廣泛的FDM/FFF打印機型。同時,在聚醚醚酮(PEEK)增強後,具有更好的高機械強度、耐水解性、良好的阻燃性等特性,所以特別適用于生産航空航天、汽車和石油天然氣行業的輕質高性能3D打印部件。

由氮化硼納米管增強後的PC/PET 3D打印長絲材料

另外,在PC/PBT聚合物材料添加了氮化硼納米管增強母粒,與碳纖維增強的絲材相比,具有多種優勢。産品具有提升層間強度、高強度、高剛度、持久性好、具有一定柔韌性、不堵塞噴嘴、電絕緣、打印精准度高、耐燃油、溶劑和海水、高低溫沖擊性好等多項優勢。

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