ZORTRAX推出新型太空级3D打印材料：Z-PEEK

摘要：近日，波兰3D打印机制造商Zortrax对外推出了其新型太空级3D打印材料：Z-PEEK......

aau讯（编辑 吴昕烜）据外媒报道，波兰3D打印机制造商Zortrax于近日对外推出了其新型太空级3D打印材料：Z-PEEK。

据悉，Zortrax与航空航天部门合作开发的基于PEEK的材料提供了令人印象深刻的抗辐射、耐高温和耐磨性。Z-PEEK专为与该公司的Endureal FDM 3D打印机一起使用而设计，是“地球上最强的聚合物之一”，其强度重量比与不锈钢相似。

而今，该材料已经通过全球各个航天机构的一系列热真空测试和长时间暴露测试，以将其用于太空任务，并应用于太空系统、舱外飞机部件和其他高性能机械部件。

Zortrax研发主管Michał Siemaszko表示：“Z-PEEK的推出是我们与航天工业合作伙伴长期合作的结果。使用这种材料进行3D打印的能力对于任何愿意建造具有成本效益、负担得起的航天器的企业以及寻求降低太空探索活动成本的大型航天机构来说都是一种改变游戏规则的能力。”

Zortrax的Endureal系统，用于3D打印Z-PEEK零件。照片来自Zortrax。

Z-PEEK 3D打印耗材

尽管该材料可用于空间组件，但其万能特性使其成为众多要求苛刻的行业的绝佳选择。3D打印耗材的拉伸强度为100MPa，断裂伸长率为28%，弯曲强度为130MPa。用户还可以将Z-PEEK与该公司的分离支撑材料Z-SUPPORT HT共同使用。

PEEK具有耐辐射、耐极端温度和长期磨损的优异性能。据Zortrax称，其可以在250°C至-100°C之间运行，并在以1600 rpm转速运行的PEEK钢齿轮副中承受超过2200万次循环。

Siemaszko补充说：“Z-PEEK还可以引用于石油工业、航空航天、核能等其他高科技领域。Z-PEEK具有出色的热性能、抗辐射性和可与不锈钢相媲美的强度重量比，重新定义了基于聚合物挤出的3D打印机可以做什么的界限。”

Z-PEEK足够坚固，可用于在显着负载下高速运行的齿轮。照片来自Zortrax。

航天领域的3D打印

由于缺乏大气，即使是最具弹性的工程材料，在太空环境下也具有挑战性。航天器表面的部件暴露于 140°C至-100°C的温度范围内，具体取决于它们是否面向太阳。还有持续辐射和原子氧轰击的问题，如果没有适当的屏蔽，材料会迅速劣化。

为了测试PEEK在太空环境下的情况，日本航天局此前已将材料样本发送到国际空间站，作为 MPAC 和SEED实验的一部分。样品在没有屏蔽的低地球轨道环境中暴露了超过46个月，且没有显示出明显的机械退化迹象。因此，PEEK已经在当今的多项太空任务中得到广泛使用。

此外，Zortrax还想确定3D打印过程是否会对材料的性能产生影响。早在2020年10月，该公司就与欧洲航天局(ESA)合作，当时在Endureal系统上打印的Z-PEEK 3D模型被发送到ESA在荷兰的ESTEC 设施。

ESA对3D打印部件进行了一系列热真空测试，包括-70°C和130°C之间的500次温度循环。根据 Zortrax的说法，它的材料“以优异的成绩通过测试”，实验后的CT扫描显示没有机械或结构退化。

用 Z-PEEK 3D 打印航天器万向节的抗辐射轴承环。照片来自 Zortrax。

有了Z-PEEK这样的材料，我们看到聚合物3D打印正在慢慢涉及太空领域。在金属3D打印领域，奥地利研发公司RHP Technology最近3D打印了一套示范组件，可以构成欧空局新的太空望远镜的 "眼睛"。这个被称为高能天体物理学高级望远镜（Athena）的长程X射线望远镜是为了绘制热宇宙气体和黑洞而建造的。

此外，推进系统制造商Aerojet Rocketdyne最近宣布，其RL10火箭发动机的升级版已经成功地通过了美国国家航空航天局的一系列热发射测试。在试验期间，该公司的新型RL10C-X上面级发动机采用了3D打印的喷油器和燃烧室，在空间模拟中展示了点火和长期耐久性。

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