Введение

Высокотемпературные материалы для 3D-печати открывают новые горизонты для инженеров и производителей. Среди них особенно выделяются PEEK и ULTEM — пластики, способные выдерживать экстремальные условия и заменять металл в самых требовательных отраслях. В чём их уникальность и как выбрать подходящий вариант?

PEEK: эталон прочности и термостойкости

PEEK (полиэфирэфиркетон) — один из самых прочных и химически стойких пластиков. Его основные характеристики:

  • Температура эксплуатации до 250°C без потери свойств.
  • Механическая прочность на уровне некоторых металлов при меньшем весе.
  • Высокая износостойкость, устойчивость к агрессивным химикатам и влаге.
  • Биосовместимость — подходит для медицинских имплантов и протезов.
  • Отличные диэлектрические свойства, подходит для электроники.
  • Низкая горючесть и минимальное выделение дыма.

PEEK бывает чистым и армированным (углеродным или стекловолокном), что позволяет ещё больше повысить его прочность и жёсткость. Благодаря этим качествам материал широко применяют в авиации, автомобилестроении, медицине и нефтегазовой отрасли.

3D принтер

Особенности печати PEEK

Печать PEEK требует профессионального оборудования:

  • Экструдер с температурой до 400°C.
  • Подогреваемый стол (до 150°C) и закрытая камера (120°C и выше).
  • Точная настройка параметров для предотвращения деформаций и достижения нужной кристалличности.

Из-за высокой сложности и стоимости материал используют преимущественно для ответственных задач, где важна максимальная надёжность и долговечность.

ULTEM: баланс прочности, цены и технологичности

ULTEM (PEI — полиэфиримид) — ещё один представитель высокотемпературных пластиков, который часто сравнивают с PEEK. Его ключевые особенности:

  • Рабочая температура до 210–217°C.
  • Высокая прочность, жёсткость и стойкость к ударам.
  • Отличная химическая стойкость и низкая влагопоглощаемость.
  • Хорошие диэлектрические свойства, подходит для электроники.
  • Биосовместимость и возможность стерилизации — востребован в медицине и пищевой промышленности.
  • Меньшая стоимость по сравнению с PEEK.

ULTEM также отличается высокой стабильностью размеров и минимальной усадкой при печати, что важно для сложных технических деталей.

Особенности печати ULTEM

Для печати ULTEM также требуется профессиональное оборудование:

  • Экструдер с температурой 350–400°C.
  • Подогреваемый стол (120–165°C).
  • Закрытая камера с поддержанием температуры около 215°C.

ULTEM менее склонен к деформациям, чем PEEK, что облегчает процесс печати и повышает качество готовых изделий.

Сравнительная таблица свойств PEEK и ULTEM

СвойствоPEEKULTEM
Температура эксплуатации (°C)до 250до 217
Температура печати (°C)380–400350–400
Прочность на разрыв (МПа)90–10085–110
Модуль упругости (ГПа)3.6–4.03.2–3.5
Плотность (г/см³)1.31.27
Химическая стойкостьОчень высокаяВысокая
БиосовместимостьДаДа
Сложность печатиОчень высокаяВысокая
СтоимостьОчень высокаяВысокая

Где применяют PEEK и ULTEM

PEEK и ULTEM востребованы там, где обычные пластики бессильны:

  • Авиация и космос: детали двигателей, элементы интерьера, крепёж, компоненты с высокой термостойкостью.
  • Автомобилестроение: шестерни, подшипники, элементы топливных систем, электроизоляция.
  • Медицина: импланты, хирургические инструменты, стерилизуемые детали.
  • Электроника: корпуса, изоляторы, разъёмы, платы.
  • Пищевая промышленность: детали, контактирующие с продуктами, благодаря биосовместимости и стерилизации.
  • Нефтегазовая отрасль: уплотнения, клапаны, компоненты для работы в агрессивных средах.

Принтер

Преимущества и ограничения

Преимущества PEEK:

  • Максимальная термостойкость и химическая инертность.
  • Механическая прочность и долговечность.
  • Биосовместимость для медицины.

Преимущества ULTEM:

  • Высокая прочность и жёсткость.
  • Стабильность размеров и простота печати по сравнению с PEEK.
  • Более доступная цена.

Ограничения обоих материалов:

  • Необходимость специализированного оборудования для печати.
  • Высокая стоимость филамента и обслуживания.
  • Сложность настройки процесса и высокая чувствительность к параметрам печати.

Выводы

PEEK и ULTEM — материалы для профессионалов, которые ищут максимальную прочность, термостойкость и долговечность. Их применение оправдано в критически важных деталях, где обычные пластики не справляются с нагрузками и условиями эксплуатации. Выбор между ними зависит от требований к температуре, прочности, стоимости и особенностей производства. Для сложных инженерных задач PEEK — эталон надёжности, а ULTEM — оптимальный компромисс между ценой и технологичностью.

Наверх