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SLS激光3D打印PEKK结构件,HEXCEL进入波音合格供应商名单

2019年8月28日,南极熊从外媒获悉,先进复合材料公司Hexcel Corporation的3D打印部件已获得波音公司批准。目前,已经在波音公司的合格供应商名单(QPL)上得到认可。

据悉,Hexcel使用高性能热塑性HexPEKK(聚醚酮酮)材料为波音3D打印生产航空航天结构件。3D打印的HexPEKK零件拥有强大的机械性能并且可以显著的重量减轻。HexPEKK的航空应用包括优化的支架,环境控制系统管道和铸件。

高性能热塑性HexPEKK
HexPEKK是一种高性能热塑性塑料,可以用于最终用途零件和组件。采用选择性激光烧结(SLS)3D打印技术加工,该聚合物具有优异的性能,如极端温度耐受性和耐化学性,这对耐久性至关重要, HexPEKK零件还满足飞机内部烟雾和毒性要求(UL VO,OHS)。

在航空,航天和国防领域,功能复杂性和重量对终端市场应用的性能产生重大影响。HexPEKK是一种比铝轻50%的替代工程级材料。

使用HexAM?工艺制造的HexPEKK?部件的示例。图片来自Hexcel。

符合航空标准

2017年,Hexcel收购了Oxford Performance Materials(OPM)的航空航天和国防(A&D)业务。OPM专门生产高性能热塑性塑料和碳纤维增强3D打印部件。在收购之前,OPM正在与波音公司合作,为CST-100 Starliner太空船提供3D打印部件。OPM已经获得了许多认证,包括AS9100C,这是航空航天和工业应用的标准。

利用OPM的专业知识,Hexcel现在可为航空航天提供高速的零件生产。与传统加工的铝或复合材料结构相比,Hexcel的增材制造工艺大大减少了零件的交付周期和成本。

在对Hexcel的HexPEKK和材料配方进行严格审查后,波音公司批准了HexPEKK 3D打印终端组件。这些HexPEKK零件将用于商业航空航天应用,如优化支架,环境控制系统管道和铸件。

聚醚醚酮(PEEK)和聚醚酮酮(PEKK)之间的区别

有不少读者或许会将PEEK和PEKK弄混,实际上这是两种材料,但也有很多相通之处。

PEEK和PEKK都是聚芳醚酮(PAEK)大家庭中的成员,通常被称为聚酮。荷兰航空航天中心(NLR)结构技术部高级复合材料科学家Henri de Vries介绍:“PEKK与PEEK外观很相似,结晶行为也类似,但二者的工艺温度不同,PEKK为375°C,而PEEK为385°C。”NLR与GKN航空公司旗下Fokker技术公司在“热塑性塑料经济可承受飞机主承力结构(TAPAS)”项目的第一和第二阶段所开发的热塑性复合材料(TPC)技术开发方面颇有建树,成功研制出了跨度12m的抗扭箱,并于近期采用自动纤维铺放技术(AFP)和热压罐固化技术制成了6m长、28mm厚的碳纤维增强PEEK发动机挂架上梁。De Vries发现由于PEKK的工艺窗口更宽,因此更适合AFP工艺。与之相比,PEEK的工艺窗口在385-390°C范围内,工艺要求相对苛刻,360°C的工艺条件显然是不够理想的。而对PEKK来讲,355°C也是不错的加工温度。因此,不仅仅是工艺窗口的温度下限更低,其处于液态的时间也会略长,固化效果也更好。De Vries补充说,与真空袋热压罐成型工艺相比,压力成型是一种更快的两步法固化工艺。而对于压力成型来说,PEKK是一种有趣的材料。PEKK旧的规格体系对压力成型来讲工作节拍太慢,而新规格的PEKK比PEEK性能更好、也更便宜。

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