先進的復合材料公司Hexcel推出了一種用于3D打印的新型導電聚合物基碳纖維復合材料。該公司的新型熱塑性塑料HexPEKK EM是為滿足先進飛機應(yīng)用中的靜電管理，電磁（EM）屏蔽和輻射吸收需求而定制的。通過將EM質(zhì)量直接集成到3D打印的零件中，Hexcel的材料可以使用戶減少昂貴的后處理步驟，并從一開始就交付“可立即投入使用”的組件。

Hexcel增材制造副總裁Lawrence Varholak說：“這種先進的增材制造材料的引入將使制造具有無與倫比的結(jié)構(gòu)和電氣功能的極其復雜的航空結(jié)構(gòu)成為可能。它顯著降低了重量和成本，同時提供了無限的設(shè)計靈活性?！?/span>

Hexcel旨在通過其新型HexPEKK EM 3D打印材料滿足廣泛的航空航天應(yīng)用。圖片來自波音公司。

Hexcel不斷增長的3D打印材料組合

Hexcel成立于1948年，是一家知名的材料生產(chǎn)商，不僅為3D打印行業(yè)提供材料，而且還為更廣泛的工業(yè)制造行業(yè)提供材料。除產(chǎn)品組合外，該公司還擁有多個領(lǐng)域的既得利益，包括飛行，能源發(fā)電和運輸行業(yè)。

Hexcel當前的產(chǎn)品陣容包括一系列碳纖維，織物，粘合劑和工具材料，但是3D打印領(lǐng)域的公司很可能會認可其專有的HexPEKK熱塑性塑料系列。聚合物系列已經(jīng)過優(yōu)化，可用于制造航空航天部件，甚至滿足了飛機內(nèi)部的煙霧和毒性要求（UL VO，OHS），可在工業(yè)中最終使用。

Hexcel的航空航天添加劑研究始于2016年，當時它在英國達克斯福德開設(shè)了一個新的研究中心，旨在為航空和工業(yè)市場開發(fā)新型復合材料。一年后，該公司又走了一步，收購了牛津高性能材料（OPM），后者是高性能熱塑性塑料和碳纖維增強3D打印零件的知名生產(chǎn)商。收購之后，OPM的首席執(zhí)行官Scott DeFelice表示，其重點“仍然集中在PEKK的應(yīng)用上”，并且該公司“正在開發(fā)一些令人興奮的新材料”。 Hexcel隨后通過獲得跨國航空公司波音（Boeing）的3D打印部件批準，重申了其對開發(fā)新型PEKK航空材料的承諾。

該認證直接授予了Hexcel的HexPEKK聚合物，這使它們可用于制造支架，環(huán)境控制系統(tǒng)管道和鑄件。隨著最新版本的HexPEKK的發(fā)布，該公司現(xiàn)在的目標是解決航空領(lǐng)域的更多應(yīng)用。

Hexcel現(xiàn)有的HexPEKK材料已用于創(chuàng)建一系列航空部件（如圖）。圖片來自Hexcel。

HexPEKK EM的卓越航空航天證書

當前，非EM使能的打印材料需要施加導電涂層，以使其具有在航空航天工業(yè)中使用所需的質(zhì)量。電導率在航空應(yīng)用中至關(guān)重要，因為它可使零件有效地管理電磁干擾并吸收輻射。Hexcel的新型PEKK材料具有集成的EM特性，從而無需進行此類昂貴且耗時的后處理任務(wù)，這使其很可能適合印刷各種航空部件。該聚合物是使用該公司行業(yè)認證的HexAM工藝開發(fā)的，這意味著該聚合物在可持續(xù)性，工作溫度和耐化學性方面已展現(xiàn)出高水平的性能。

“在所有車輛的設(shè)計中，靜電耗散，電磁干擾和輻射吸收的管理極為重要。”該公司自稱“行業(yè)領(lǐng)先”的材料旨在生產(chǎn)用于商用飛機，軍用飛機，直升機和無人機的最終使用組件。據(jù)Hexcel稱，這使HexPEKK EM成為減輕相關(guān)部件的重量和成本的理想之選，例如進氣口，電子外殼和駕駛艙結(jié)構(gòu)。      

此外，3D打印固有的設(shè)計靈活性可以鼓勵類似的航空物體以更具成本效益和性能效率的方式進行重新設(shè)計。向前邁進，該公司致力于繼續(xù)開發(fā)其獲得專利的HexAM工藝，以“從根本上改善世界飛機部件的制造方式?！?/span>

PEKK在增材制造中的作用

聚醚酮（或PEKK）的耐熱性使其在航空航天領(lǐng)域很流行，但是研究人員也發(fā)現(xiàn)了越來越多的實驗方法來利用其抗菌特性。3D打印機制造商EOS于2018年4月與波音公司合作開發(fā)了自己的碳纖維增強PEKK材料。該聚合物的設(shè)計旨在滿足航空航天領(lǐng)域具有挑戰(zhàn)性的抗紫外線性，阻燃性和聯(lián)邦航空法規(guī)。

在其他地方，OPM和麥吉爾大學的研究人員通過制作3D打印的PEKK植入物證明了該材料的抗菌特性。 OPM的移植能夠修復骨軟骨，據(jù)報道顯示出新骨形成的有力證據(jù)。

同時，東北大學的一個團隊通過開發(fā)3D打印抗感染骨科器械，以O(shè)PM對PEKK材料的使用為基礎(chǔ)。受蟬翼自然排斥表面的啟發(fā)，該團隊的微調(diào)“納米毛”據(jù)說可與行業(yè)標準的PEEK植入物媲美。

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