Filaments

Des chercheurs développent des filaments PEEK électriquement conducteurs

Un projet de recherche conjoint vient de révéler les capacités du filament d’imprimante 3D PEEK électriquement conducteur. Les chercheurs ont produit le matériau en ajoutant des nanotubes de carbone et des nanoplaques de graphite, incorporant une conductivité électrique à base de carbone par opposition au métal. Le filament présente un bond en avant majeur, ouvrant de nouvelles voies dans la création de structures complexes et fonctionnelles.

La recherche était un projet conjoint entre l’Université de Minho au Portugal, le Leibniz Institute of Polymer Research Dresden et le Centre européen de recherche et de technologie spatiales basé aux Pays-Bas. L’article qu’ils ont publié traite de la production de filaments PEEK électriquement conducteurs de 1,75 mm grâce à l’utilisation de procédés de mélange en fusion et d’extrusion de plastification.

Les nanoparticules de graphite ont amélioré les propriétés de fusion du PEEK, maintenu la conductivité électrique au niveau cible et réduit le coefficient de frottement jusqu’à 60%. Les tests d’impression ont montré une résistance à la traction ultime comparable à celles des filaments, mais une déformation à la rupture et une conductivité électrique plus faibles. Cela était dû à de grands vides dans la pièce, pouvant être résolus par l’optimisation des paramètres d’impression 3D.

Thermoplastique électriquement conducteur

L’équipe a utilisé des matériaux PEEK de Victrex, une entreprise spécialisée dans les thermoplastiques hautes performances à haute température. Ils ont utilisé des pastilles de PEEK et les ont fondus en ajoutant les nanotubes de carbone à parois multiples et le graphite. Ils ont ensuite re-granulé cette construction et l’ont transformée en filaments imprimables de 1,75 mm.

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Des recherches antérieures sur les nanotubes de carbone ont également joué un rôle dans l’évolution vers une solution électriquement conductrice. La recherche sur la morphologie des nanotubes de carbone entre les nanoplaques de graphène pour former des ponts a développé un filament avec de bonnes propriétés. Cependant, ceux-ci avaient un réseau électrique beaucoup moins efficace. Ainsi, l’équipe a décidé de préparer des nanocomposites hybrides / ternaires de PEEK / CNT / GnP avec différentes compositions, en utilisant un mélange en fusion, et de mesurer leur conductivité électrique.

Les chercheurs ont extrudé des nanocomposites sélectionnés dans les filaments. Ces filaments sont devenus la base de la fabrication de barres de traction à l’aide d’une imprimante 3D commerciale. Cependant, il convient de noter que chaque étape du traitement a produit des composites avec une conductivité électrique inférieure. Cependant, ils conservaient tout de même un niveau de conductivité suffisant (10 S / m) au final. L’Agence européenne de la recherche a testé ces filaments dans son programme de satellites.

Image présentée avec l’aimable autorisation des co-auteurs de l’étude. L’étude complète est disponible ici.

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