Impresoras 3D ULTEM y guía de filamentos

La continua expansión de la impresión 3D en los sectores industriales se debe no solo a las impresoras 3D más grandes y rápidas, sino también a los materiales más resistentes. Uno de esos materiales es PEEK. PEEK es increíblemente fuerte y resistente a altas temperaturas y tiene un primo llamado ULTEM o polieterimida (PEI). ULTEM comparte muchas de las mismas características favorables. Debido a sus propiedades adhesivas y estabilidad química, los entusiastas de la impresión 3D pueden reconocer mejor ULTEM por su nombre químico de polieterimida, o PEI, ya que así es como se denomina como material de lecho utilizado en algunas impresoras FFF / FDM.

Introducción a ULTEM

ULTEM fue desarrollado en la década de 1980 por Joseph Wirth en la División de Plásticos de General Electric, que fue adquirida en 2007 por SABIC. En comparación con PEEK, ULTEM tiene una resistencia al impacto y una temperatura de uso más bajas, pero también es significativamente más económico. Y solo porque no es tan fuerte como PEEK no significa que se quede atrás. La resistencia a la tracción de ULTEM es de 15,200 psi y tiene un módulo de flexión de 480,000 psi. Tiene una resistencia al calor muy alta, manteniendo la mayoría de sus propiedades físicas a temperaturas de hasta 170 ° C. Además, tiene una alta rigidez dieléctrica y puede pasar por miles de ciclos en un autoclave de esterilización a vapor sin degradarse. Su relación resistencia-peso también es bastante similar a la del aluminio y se puede mecanizar con herramientas convencionales para trabajar metales.

Esas propiedades mecánicas y térmicas son ideales para una serie de aplicaciones exigentes, desde la aeroespacial hasta la médica y la eléctrica. De hecho, ULTEM cuenta con varias certificaciones aeroespaciales y cumple con la FDA. En aviones y cohetes, ULTEM se utiliza en sistemas de ventilación, pestillos y bisagras y conductos de cables. Los profesionales médicos y los científicos de investigación a menudo usan instrumentos hechos con el material, y los fabricantes de componentes eléctricos usan ULTEM en conectores, piezas de aislamiento y enchufes de prueba de chip.

Tipos de materiales ULTEM / PEI

Debido a su muy alta temperatura de transición vítrea de 217 ° C (a modo de comparación, el PLA tiene una temperatura de transición vítrea de 60 ° C), trabajar con el material requiere hardware más especializado que el que se encuentra en la mayoría de las impresoras 3D. La extrusora debe alcanzar al menos 350 ° C y el lecho debe alcanzar 150 ° C; También es necesaria una cámara de construcción cerrada y calentada para mantener la precisión dimensional.

Hay dos tipos de material ULTEM, el ULTEM 1010 (material de resina) y el ULTEM 9085 (material de filamento). Ambos tipos de materiales vienen con diferentes aplicaciones y diferentes configuraciones de impresión. SABIC presentó recientemente una nueva serie de materiales PEI de alto rendimiento más nuevos que se basan en ULTEM 1010.

ULTEM 1010

Propiedades

• Alta resistencia a la tracción. Este material tiene la mayor resistencia a la tracción de todos los filamentos FDM. Esto da como resultado piezas fuertes y duraderas.
• Alta estabilidad térmica. Con su excelente estabilidad térmica y resistencia al calor, este material también puede soportar el autoclave (esterilización con vapor para piezas médicas).
• Certificación de contacto con alimentos NSF 51, el único material FDM que tiene esta certificación.
• Biocompatible (certificaciones ISO 10993 / USP Clase VI).

Aplicaciones

Debido a sus certificaciones de contacto con alimentos y biocompatibilidad, ULTEM 1010 es una opción muy adecuada para aplicaciones dentro de la industria alimentaria y médica. Puede pensar en herramientas de producción que entran en contacto con alimentos y dispositivos médicos como guías quirúrgicas, accesorios y aparatos personalizados.

Otras industrias donde se utiliza ULTEM 1010 son las industrias aeroespacial y automotriz. Debido a su alta resistencia y estabilidad térmica, este material se puede utilizar en componentes semi-estructurales y aplicaciones aeroespaciales fuera de la cabina.

Configuración de impresora recomendada

• Temperatura de la extrusora (toda la extrusora de metal necesaria): 370 – 390 ° C
• Temperatura de la cama de impresión: 120 – 160 ° C
• Adhesión de la cama de impresión: Cartón perfilado, cinta Kapton o FR4 ligeramente lijado
• Carcasa con calefacción: SÍ, esto es necesario, la impresión de ULTEM funciona mejor en un entorno de construcción en caliente
• Velocidad de impresión: 20-30 mm / s

ULTEM 9085

Propiedades

• Relación resistencia-peso muy alta. ULTEM 9085 ofrece una resistencia al impacto comparable a las piezas metálicas como el aluminio, pero se puede hacer mucho más ligero.
• Alta resistencia térmica. ULTEM 9085 tiene una temperatura de deflexión térmica de 167 ° C.
• Inherentemente retardante de llama. Compatible con FST y certificado para componentes de aeronaves.
• Resistencia química. Resistente a una amplia gama de productos químicos (por ejemplo, alcoholes, fluidos de automoción y soluciones acuosas).

Aplicaciones

Las propiedades de ULTEM 9085 lo convierten en un producto ideal para aplicaciones aeroespaciales y automotrices, proporcionando piezas de alto rendimiento y una alternativa ligera al metal. La propiedad más importante de ULTEM 9085 debe ser la alta relación resistencia-peso. Debido a que esto es extraordinariamente alto para un material a base de plástico, sus aplicaciones se pueden encontrar en las industrias aeroespacial y automotriz. Las aplicaciones de ULTEM 9085 se encuentran en lugares donde el peso de un objeto tiene un efecto significativo en el costo de operación, pero la resistencia del objeto es de suma importancia. Se pueden encontrar ejemplos de esto en aviones donde el peso del avión se correlaciona directamente con la cantidad de combustible consumido.

Además de estas aplicaciones industriales, ULTEM 9085 también se puede utilizar para imprimir en 3D componentes interiores, conductos o gabinetes eléctricos.

Configuración de impresora recomendada

• Temperatura de la extrusora (toda la extrusora de metal necesaria): 350 – 390 ° C
• Temperatura de la cama de impresión: 130 – 160 ° C
• Adhesión de la cama de impresión: Cartón perfilado, cinta Kapton o FR4 ligeramente lijado
• Carcasa con calefacción: SÍ, esto es necesario, la impresión de ULTEM funciona mejor en un entorno de construcción en caliente
• Velocidad de impresión: 20-30 mm / s

Impresoras 3D ULTEM

Durante algún tiempo, solo Stratasys fabricó impresoras 3D que podían manejar ULTEM, pero ahora más fabricantes están produciendo impresoras 3D de grado industrial. Una de esas empresas es Tractus3D. Su máquina T850P viene con todas las comodidades que un ingeniero debe esperar de una impresora 3D industrial: extrusión a alta temperatura, cámara de impresión cerrada y componentes de alta calidad. Aquí están las especificaciones técnicas: