3D Printer ULTEM filament

PEI มีชื่ออย่างเป็นทางการว่า “Polyetherimide” หรือที่รู้จักกันในชื่อทางการค้า ULTEM ซึ่งถูกพัฒนาโดยบริษัทเจนเนอรัล อิเล็กทริก โดยเป็นวัสดุพลาสติกวิศวกรรม high-performance ประเภทเทอร์โมพลาสติก ที่มีความทนทานสูงมาก สามารถที่จะทนต่อความร้อนได้เป็นเวลานาน และมีน้ำหนักที่เบามาก ทนเหงื่อ และสารเคมี จึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย และยังสามารถผลิตเป็นแบบเส้น หรือที่รู้จักกันได้ชื่อ ULTEM filament ที่ใช้กับเทคโนโลยี 3D Printer

โครงสร้างทางเคมี

Polyetherimide หรือ PEI เป็นวัสดุที่มีความทนทานสูงมาก สามารถที่จะทนต่อความร้อนได้เป็นเวลานาน จึงถูกนำมาใช้ในเครื่องมือแพทย์ และเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ โดยทั่วไป PEI มีสูตรทางเคมี C₃₇H₂₄O₆N₂ molecular weight 592.61 g/mol

ULTEM เป็นชื่อวัสดุที่รู้จักกันทางอุตสาหกรรม และมีหลายเกรดให้เลือกใช้งาน เป็นเทอร์โมพลาสติกที่มีโครงสร้างแบบสัณฐาน (amorphous) มีสูตรโครงสร้างทางเคมีหลายสูตร แต่ละโครงสร้างจะแตกต่างกันเพียงเล็กน้อย มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่น่าสนใจ และเป็นตัวเลือกที่ดีมากสำหรับการประยุกต์ใช้กับเทคโนโลยีการผลิตมากมาย

(https://www.topsimages.com)

(https://www.engineering.com)

สมบัติทางกล

Ultem เป็นตระกูลของผลิตภัณฑ์ PEI ที่ผลิตโดย SABIC ซึ่งเป็นผลมาจาก General Electric Plastics ในปี 2007 ได้รับการพัฒนาโดย Joseph G. Wirth ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 Ultem มีใช้ในเครื่องมือแพทย์และอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องจากความต้านทานความร้อน และความต้านทานเปลวไฟที่ดี

Ultem 1000 (standard, unfilled polyetherimide) มีความเป็นฉนวนสูง และการเกิดควันต่ำมาก มีคุณสมบัติเชิงกลสูงและใช้งานต่อเนื่องได้ถึง 170 °C ทนต่อการถูกกลึง สามารถประกอบได้ง่าย ซึ่งปัจจุบัน ULTEM เป็นผลิตภัณฑ์ในเชิงพาณิชย์ที่มีหลากหลายเกรดมาก แต่ละเกรดจะมีองค์ประกอบของวัตถุดิบที่แตกต่างกัน และมีแบบเส้น ULTEM filament สำหรับใช้กับ 3D Printer อย่างเช่น ULTEM™ 1010F, ULTEM™ 9085, ULTEM™ HU1010

ตัวอย่าง ULTEM 9085 เป็นวัสดุที่เหนียวกว่า แต่ไม่แข็งเท่า ULTEM 1010 และพิมพ์ได้ง่ายกว่ามาก อย่างไรก็ตาม ULTEM 1010 นั้นจะมีความแข็งมาก และใช้อุณหภูมิสูงในการพิมพ์

การนำใช้งาน

PEI หรือ ULTEM เป็นพลาสติกวิศวกรรมที่ดีมากชนิดหนึ่ง มีโครงสร้างอสัณฐาน ทำให้ได้รับความนิยมใช้งานกันอย่างแพร่หลาย เช่น
♣   ชิ้นส่วนภายในเครื่องบิน ยานยนต์ และอวกาศ
♣   แผงวงจร
♣   อุปกรณ์การขนส่งของเหลว และสารเคมี
♣   อุปกรณ์ทางการแพทย์
♣   ขวดนมเด็กทารก
♣   เครื่องใช้ในครัวเรือน

ข้อดี

♥ ทนต่ออุณหภูมิสูง
♥ ความแข็งแรงดี
♥ มีความแข็งแกร่ง
♥ ทนต่อสารเคมี
♥ เสถียรทางความร้อน
♥ เป็นวัสดุทางชีวภาพ
♥ ไม่ลามไฟ

ข้อเสีย

♦ ขึ้นรูปที่อุณหภูมิสูง
♦ ราคาแพง
♦ ไม่ทนต่อรอยเว้า

PEI หรือ ULTEM กับ 3D Printer

ชิ้นส่วนการพิมพ์ด้วยเครื่อง 3D Printer การพิมพ์ 3 มิติที่พิมพ์จากวัสดุ ULTEM อาจมีน้ำหนักเบากว่าชิ้นส่วนโลหะอลูมิเนียม ในขณะที่ให้แรงกระแทกเทียบเท่ากัน มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับงานในอุตสาหกรรมอย่างเช่น อากาศยาน เครื่องบิน ซึ่งน้ำหนักของเครื่องบินมีความสัมพันธ์โดยตรงกับปริมาณเชื้อเพลิงที่ใช้ไปราคา PEI หรือ ULTEM filament เป็นพลาสติกวิศวกรรมปรเภท high-performent ที่มีราคาสูงมากชนิดหนึ่งULTEM filament มีราคาอยู่ที่ 10000-15000 บาท/กิโลกรัม

3D Printer ที่ใช้กับเทอร์โมพลาสติกวิศวกรรมจำพวก PEEK และ PEI (ULTEM®) จะช่วยให้ผู้ผลิต:
♥   ลดต้นทุน และเวลาในการผลิต
♥   ชิ้นส่วนมีน้ำหนักเบา แต่ที่แข็งแกร่ง
♥   มีการออกแบบได้อย่างอิสระมากขึ้น

ULTEM Filament มีจำหน่ายหลายแบรนด์ เช่น ThermaX™, SABIC เป็นต้น