Focus matériaux : le PEKK Carbon et le PEI

12 Fév Focus matériaux : le PEKK Carbon et le PEI

pekk

Alors que nous vous présentions nos nouveaux filaments il y a quelques jours, l’ABS Carbone et l’ABS Kevlar, nous allons aujourd’hui plus loin dans le développement de notre gamme technique avec deux matériaux, le PEI et le PEKK Carbone. Retour sur leurs caractéristiques et paramètres d’impression !

Le polyéthercélonecétone (PEKK) est un matériau dérivé des thermoplastiques semi-cristallins, les polyaryléthercétone (PAEK). C’est une famille de matériaux qui offrent des propriétés thermomécaniques élevées, dans laquelle on retrouve également le PEEK – le matériau le plus utilisé d’ailleurs de cette famille.

Le PAEK est composé d’éther et de cétone ; leur ratio et leurs fonctions influencent la température de transition vitreuse et la température de fusion des polymères, impactant alors leur résistance thermique et leur température de mise en forme. C’est un matériau qui présente de nombreux avantages comme sa haute rigidité ; il est en effet souvent comparé à de l’aluminium bien qu’il soit 40% plus léger. Il offre également une forte résistance aux radiations UV, aux températures élevées mais aussi une bonne résistance chimique et à l’abrasion. Toutefois, c’est un matériau qui reste cher et est difficile à transformer. De plus, peu d’imprimantes 3D FDM tolèrent l’utilisation du filament, limitant alors davantage les possibilités. Sa surface rugueuse et ses tons uniques (noir, bleu, beige et vert) sont également des inconvénients pour le PAEK.

Les applications du PAEK

prise de vue de fibres de carbone

C’est un matériau principalement utilisé dans l’automobile car il offre une excellente combinaison entre dureté, durabilité et résistance thermique. Il permet également de réduire le poids de la pièce finale ; on le retrouve dans des engrenages, joints ou encore anneaux de support.

Le PAEK est un matériau de choix pour l’industrie du pétrole et du gaz car il résiste bien aux températures et à la pression. C’est pourquoi il est utilisé pour créer des manches d’antennes, des sièges de soupape et des impulseurs.

Le secteur aérospatial a également recours au PAEK puisqu’il permet de réduire significativement le poids des pièces et offre une durabilité considérable même dans des environnements extrêmes. On le retrouve dans des enjoliveurs de train d’atterrissage, des attaches câbles ou encore des fixations de ceinture.

Enfin, ce matériau est prisé dans le secteur médical dans lequel il offre des propriétés similaires aux os humains. Il est donc idéal pour la fabrication d’implants dentaires ou des substituts osseux.

En ce qui concerne l’impression 3D par dépôt de matière fondue, le matériau PAEK est idéal pour la production de petites et moyennes séries car il permet de réduire les coûts :

  • Du design de la pièce
  • Des matériaux : il y a en effet moins de perte dans une méthode additive où on rajoute couche par couche du matériau plutôt qu’une méthode soustractive comme l’usinage
  • De préparation : le temps de préparation de l’imprimante 3D est plus rapide que celui d’un outillage traditionnel
  • De maintenance : la machine est rapide à réparer et facile à nettoyer

Face à ce constat, Armor 3D a souhaité développer un matériau basé sur le PAEK et répondre à une demande croissante du marché en proposant un matériau plus technique, aux propriétés mécaniques élevées.

Le PEKK Carbon

C’est un alliage de carbone unique de la famille des PAEK. C’est un semi-cristallin pseudo amorphe qui présente un bas ratio Ether/Cétone. Comparé au PEEK, le PEKK Carbon présente une vitesse de cristallisation plus lente et donc permet une transformation à plus basses températures de chambre, plateau et buse, offrant alors une meilleure adhésion intercouches et moins de warping. Il permet de créer des pièces avec un meilleur rendu visuel et des propriétés mécaniques plus élevées.

Le PEI

Les PEI (PolyEtherImides) font partie d’une autre famille : les polymides thermoplastiques, amorphes et hautement résistants à la chaleur. Le PEI est moins visqueux et ainsi plus facilement transformable. On le retrouve dans des boîtiers électriques, des connecteurs, des batteries de cuisine ou encore des composants de moteur car il offre une capacité de rendement mécanique élevé. Si on le compare au PEEK, il est moins résistant aux températures mais il est plus accessible en termes de prix. Le PEI est un matériau moins rigide (e.g. module de traction plus bas).

Quels paramètres d’impression?

PEKK Carbon

PEI PEEK

Température d’extrusion

320-370° C

360-400° C

360-400° C

Température du plateau

110-150° C 140-170° C 120-170° C
Vitesse d’impression 20-40 mm/s 10-40 mm/s

10-40 mm/s

Les paramètres d’impression sont propres à chaque imprimante 3D, nous vous recommandons de faire quelques tests pour trouver les plus adaptés. En attendant, n’hésitez pas à contacter l’équipe commerciale qui saura vous aider dans le choix de votre filament!



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