Un proyecto de investigación conjunto acaba de revelar las capacidades del filamento de impresora PEEK 3D eléctricamente conductor. Los investigadores produjeron el material agregando nanotubos de carbono y nanoplacas de grafito, incorporando conductividad eléctrica basada en carbono en lugar de metal. El filamento representa un gran paso adelante, abriendo nuevas vías en la creación de estructuras funcionales complejas.
La investigación fue un proyecto conjunto entre la Universidad de Minho en Portugal, el Instituto Leibniz de Investigación de Polímeros de Dresde y el Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial con sede en los Países Bajos. El artículo que publicaron analiza la producción de filamentos PEEK eléctricamente conductores de 1,75 mm mediante el uso de métodos de extrusión plastificante y de composición por fusión.
Las nanopartículas de grafito mejoraron las propiedades de fusión del PEEK, mantuvieron la conductividad eléctrica en el nivel objetivo y redujeron el coeficiente de fricción hasta en un 60%. Las pruebas de impresión mostraron una resistencia máxima a la tracción comparable a la de los filamentos, pero una menor deformación a la rotura y conductividad eléctrica. Esto se debió a grandes vacíos en la pieza, que se pueden resolver mediante la optimización de los parámetros de impresión 3D.
Termoplástico eléctricamente conductor
El equipo empleó el uso de materiales PEEK de Victrex, una empresa especializada en termoplásticos de alto rendimiento y alta temperatura. Usaron gránulos de PEEK y los fundieron agregando los nanotubos de carbono de paredes múltiples y el grafito. Luego, volvieron a peletizar esta construcción y la transformaron en filamentos imprimibles de 1,75 mm.
La investigación anterior sobre nanotubos de carbono también jugó un papel en el avance hacia una solución conductora de electricidad. Las investigaciones sobre la morfología de los nanotubos de carbono entre nanoplacas de grafeno para formar puentes desarrollaron filamentos con buenas propiedades. Sin embargo, estos tenían una red eléctrica mucho menos eficaz. Por lo tanto, el equipo decidió preparar nanocompuestos híbridos / ternarios de PEEK / CNT / GnP con diferentes composiciones, mediante mezcla en fusión, y medir su conductividad eléctrica.
Los investigadores extruyeron nanocompuestos seleccionados en los filamentos. Estos filamentos se convirtieron en la base para la fabricación de barras de tracción utilizando una impresora 3D comercial. Sin embargo, vale la pena señalar que cada paso del procesamiento produjo compuestos con menor conductividad eléctrica. Sin embargo, todavía mantuvieron un nivel suficiente de conductividad (10 S / m) al final. La Agencia Europea de Investigación probó estos filamentos en su programa de satélites.
Imagen destacada cortesía de los coautores del estudio. El estudio completo está disponible aquí .
