INTRODUCCIÓN A LA IMPRESIÓN 3D PEEK CON MINIFACTORY

La impresión 3D de material ULTEM es un mercado en rápido crecimiento, ya que la impresión 3D permite que las piezas se fabriquen de forma más rápida, económica y flexible en comparación con los métodos de fabricación tradicionales. Sin embargo, la impresión 3D Ultem requiere hardware de impresión 3D de última generación. La impresora miniFactory Ultra 3D ha sido desarrollada para polímeros de alto rendimiento como la impresión ULTEM 3D, y cada detalle se ha pensado cuidadosamente para obtener los mejores resultados.

En esta página:

  • Que es ULTEM
  • Por qué imprimir en 3D ULTEM
  • Cómo imprimir ULTEM
  • Impresora 3D miniFactory compatible
  • Descargar folletos

¿Qué es ULTEM (o PEI)?

PEI (polieterimida) es un polímero amorfo de alto rendimiento que es mejor conocido por su nombre comercial ULTEM®. Hay dos versiones conocidas del material disponibles como material de impresión 3D: ULTEM AM9085F y ULTEM AM1010F (PEI9085 y PEI1010). Ambos materiales solo se pueden imprimir en 3D con tecnología FFF debido a sus altas temperaturas de procesamiento.

Propiedades generales del material

ULTEM (PEI, polieterimida) es un polímero de alto rendimiento altamente rentable y versátil que se puede utilizar en una variedad de aplicaciones en una amplia variedad de industrias. Los materiales pueden soportar altas temperaturas y tienen un retardo de llama inherente. Ambos materiales también han sido certificados para su uso en aplicaciones exigentes, por ejemplo, en las industrias aeroespacial, ferroviaria y alimentaria.

Los distintos usos de ULTEM9085

ULTEM9085 es particularmente adecuado para su uso en aviones, trenes, barcos y otros vehículos que requieran materiales certificados con protección contra incendios y buena resistencia mecánica. Este material, por ejemplo, se puede utilizar en sistemas de ventilación, pestillos, carcasas y conductos de cables. Ofrece resistencia a altas temperaturas y puede soportar una temperatura constante de 170 ° C. Además, presenta una buena resistencia al impacto y, gracias a su excelente relación resistencia-peso, constituye una buena alternativa a las piezas metálicas.

  • El Certificado FST – la resina ULTEM9085 está certificada por la FAA para usos catalogados como FST (FHT en español: fuego, humo y toxicidad), y cumple con los estándares FAR 25.853 y OSU 65/65. Presenta alta resistencia a las llamas, baja emisión de humo y baja toxicidad. Esta prueba significa que el material no emite gases tóxicos cuando se expone a una llama.
  • Norma ferroviaria EN45545 – ULTEM9085 cuenta con la certificación de protección contra incendios de vehículos ferroviarios (EN45545-2), que permite el uso del material en la industria ferroviaria desde el primer prototipo hasta la producción de repuestos bajo demanda y todo lo demás.

Relación fuerza-peso – ULTEM9085 es ideal para vehículos aeroespaciales, marinos y terrestres debido a su alta fuerza-peso.

Los diversos usos de ULTEM1010

ULTEM1010 tiene una resistencia y rigidez excepcionales bajo exposición prolongada al calor. El material soporta una temperatura constante de 210 ° C, tiene una excelente estabilidad hidrolítica y es muy adecuado para la esterilización repetida con vapor. Esto hace que el material sea extremadamente versátil y sea uno de los ultrapolímeros más utilizados por nuestros clientes. ULTEM1010 presenta una alta resistencia a los productos químicos.

  • Resistencia al calor de hasta 220 ° C – el material ULTEM1010 presenta una excelente resistencia a la temperatura y se puede utilizar en temperaturas de hasta 220 ° C. El material es adecuado para la fabricación de diversas herramientas, cubiertas y otras ayudas de producción que requieren resistencia a altas temperaturas. También se utiliza ampliamente en herramientas de reparación y laminado de materiales compuestos de bajo volumen.
  • Certificado por la FDA – ULTEM 1010 se considera bastante apto para su uso en la industria alimentaria y diversas industrias de herramientas. El material cuenta con la certificación de contacto con alimentos EU 10/2011, FDA 21 CFR, por lo que se pueden producir herramientas de producción que entran en contacto con alimentos.
  • Propiedades de aislamiento eléctrico – ULTEM1010 presenta propiedades eléctricas estables en una amplia gama de frecuencias y una rigidez dieléctrica muy alta. El material se puede utilizar para producir varias piezas de aislamiento gracias a su excelente aislamiento eléctrico. Este material ligero, altamente aislante eléctricamente e ignífugo es una opción perfecta y versátil para vehículos eléctricos.

Por qué imprimir en 3D ULTEM

Hasta ahora, las piezas de PEEK se han producido mediante moldeo por inyección o mecanizado. Ahora, sin embargo, la impresión 3D brinda un mayor uso de materiales. Se sabe que la impresión PEEK 3D se destaca en áreas donde los métodos de fabricación tradicionales enfrentan desafíos en términos de costos y volúmenes de producción. Con la impresión 3D, la fabricación de piezas ya no necesita depender de las formas del stock, sino que puede producir piezas más grandes, sin desperdiciar material y a un costo significativamente menor que antes.

Mecanizado frente a moldeado frente a impresión 3D

El desafío del mecanizado es el desperdicio de material. Además, se requiere un centro de mecanizado independiente y un software para cada pieza a fabricar. El moldeo por inyección es una buena solución cuando se trata de grandes tiradas de producción. Sin embargo, el moldeo por inyección de polímeros ULTEM se diferencia del moldeo por inyección de muchos plásticos industriales en que los moldes deben calentarse hasta 175 ° C. El dispositivo de impresión 3D miniFactory Ultra puede producir 1 o 100 piezas al mismo costo por pieza. Cada parte también puede ser diferente, y preparar un archivo CAD para la impresión 3D no lleva más de cinco minutos. En consecuencia, la impresión 3D es un método de fabricación extremadamente flexible y rápido, donde la libertad de diseño y la personalización masiva son las mejores herramientas del diseñador.

Estructura de costes de la pieza ULTEM impresa en 3D

La estructura de costes de una pieza impresa en 3D difiere sustancialmente de las producidas mediante métodos de fabricación tradicionales. Independientemente del método utilizado para fabricar la pieza ULTEM, la pieza debe diseñarse primero con software CAD. El programa de impresión utilizado por miniFactory Ultra utiliza un archivo STL para crear un programa para la pieza que se transfiere a una impresora 3D. Se necesitan unos 30 minutos desde el momento en que enciende la impresora 3D hasta el inicio de la impresión, algo que el usuario tarda unos 10 minutos en completar. En la impresión 3D, las piezas se producen agregando material, por lo que el desperdicio de material no es un problema. Esto significa que los costos de material surgen solo del peso de la pieza, y sus dimensiones o complejidad no influyen en los costos.
Después de invertir en una impresora miniFactory Ultra 3D, las piezas se pueden fabricar incurriendo únicamente en costes de material. El consumo de electricidad, por ejemplo, no se convierte en un gasto significativo. Para optimizar aún más la producción, un solo usuario puede administrar varias impresoras Ultra 3D.

Cómo imprimir Ultem

La impresión 3D de materiales ULTEM requiere un dispositivo de tecnología FFF diseñado para la impresión 3D de ultrapolímeros. La miniFactory Ultra está optimizada para la impresión 3D de plásticos especiales, y nuestra tecnología ofrece una solución técnica que permite temperaturas de procesamiento muy altas, presecado de materiales y mantenimiento de materiales. Además, el software de control de calidad AARNI que hemos desarrollado garantiza la uniformidad de las piezas y produce documentos de fabricación para piezas ULTEM impresas en 3D.

Por qué se requiere una cámara calentada

Los materiales ULTEM tienen una temperatura de transición vítrea extremadamente alta de hasta 217 ° C (en comparación, el ABS tiene una temperatura de transición vítrea de 85 ° C). Para la impresión 3D de materiales amorfos como ULTEM, es esencial mantener la temperatura de la cámara de impresión cerca del punto de transición vítrea del material durante la impresión. Ésta es la única forma de garantizar que las piezas sean dimensionalmente precisas y mecánicamente resistentes, sin tensiones internas. La impresora miniFactory Ultra 3D ha sido desarrollada para polímeros de alto rendimiento como ULTEM que requieren altas temperaturas de procesamiento. Si el material se imprime en una cámara de impresión que es claramente más fría que Tg (temperatura de transición vítrea), la pieza a imprimir se enfría de manera desigual. A su vez, esto conduce a una alta tensión mecánica, deformación y, en el peor de los casos, el agrietamiento de la pieza. Con la impresora Ultra 3D, puedes imprimir piezas ULTEM en un proceso optimizado, donde la alta temperatura de la cámara asegura piezas de alta calidad.

Por ejemplo, la temperatura de transición vítrea ULTEM1010 es de aproximadamente 217 ° C, por lo que la temperatura óptima en la cámara de impresión durante la impresión es de aproximadamente 215 ° C. Si la temperatura cae por debajo de los 210 grados, la pieza quedará sujeta a una tensión clara debido al enfriamiento desigual.

La transición vítrea ULTEM9085 es de aproximadamente 185 ° C, lo que significa que la temperatura óptima en la cámara de impresión es de aproximadamente 180 ° C. Es decir, que una temperatura uniforme y suficientemente alta en la cámara de impresión es, sin lugar a dudas, el factor más importante para la impresión 3D de polímeros de alto rendimiento cuando se busca crear piezas de calidad. Cuando se completa el proceso de impresión, la cámara se enfría lenta y uniformemente, de modo que la pieza también se enfría lentamente y no sufre estrés adicional.

La temperatura de la plataforma de construcción no es crítica para el resultado del proceso. En dispositivos cuya cámara de impresión no se puede calentar a la temperatura de transición vítrea del material, la plataforma de impresión solo sirve para sujetar la pieza a la plataforma y evitar que el material se deforme y deforme con la ayuda de varios adhesivos. Si bien este método puede producir piezas de buen aspecto en algunos casos (piezas pequeñas), no puede evitar tensiones internas en el material, que pueden afectar significativamente sus propiedades. La miniFactory Ultra también tiene una plataforma de construcción con calefacción que se puede calentar hasta 250 ° C. Esto mejora el precalentamiento del dispositivo y ayuda a mantener una temperatura homogénea en la cámara.

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Temperaturas extremas de la boquilla

La temperatura óptima de la boquilla para los materiales ULTEM es 360-385 ° C, dependiendo del equipo de impresión 3D y de cómo se mida la temperatura del extremo de la boquilla de cada dispositivo. Dada la amplia gama de procesamiento de termoplásticos, la temperatura de impresión no es tan crítica como la temperatura de la cámara de impresión. A medida que aumenta la velocidad de impresión, la temperatura de la boquilla también debe aumentar para garantizar un poder de fusión suficiente. Las boquillas miniFactory Ultra se pueden calentar hasta 480 ° C, por lo que la impresión 3D de material PEEK no requiere esfuerzo.

Presecado y mantenimiento del material

Como la mayoría de los polímeros, los materiales ULTEM son sensibles a la absorción de humedad, lo que debilita la calidad de impresión. Es extremadamente importante que los materiales se sequen previamente según las instrucciones. Sin embargo, lo que es más importante, el material también debe mantenerse seco durante el proceso de impresión. Con una humedad relativa superior al 50 %, el material perfectamente presecado recoge tanta humedad en tan solo unas horas que la calidad de impresión se degrada. La impresora miniFactory Ultra 3D cuenta con una cámara de filamento calefactada que seca previamente el material para un uso óptimo y mantiene la humedad alejada del material durante la impresión. Esta función permite imprimir siempre con la misma alta calidad evitando problemas relacionados con la humedad.

No se requiere proceso de templado

Gracias al proceso de impresión óptimo de miniFactory Ultra, no se requiere un procesamiento posterior especial y la pieza está lista para su uso inmediatamente después de la impresión. Esto es posible gracias a la temperatura de impresión óptima de la cámara durante el proceso y el enfriamiento lento y uniforme a partir de entonces. En una impresora Ultra 3D, esto ocurre automáticamente, es decir, no se requiere la intervención del usuario. En procesos subóptimos, los errores de proceso no se pueden corregir mediante recocido o cualquier otro posprocesamiento.

Eliminación de material de soporte

Si la pieza presenta estructuras de soporte impresas con material de soporte para Ultem, se pueden quitar de la pieza después de enfriarse. Los materiales de soporte para polímeros de alto rendimiento son casi siempre los denominados materiales de soporte rompibles, es decir, siempre deben retirarse a mano con las herramientas proporcionadas. Sin embargo, se debe tener cuidado al retirar los materiales de soporte y el equipo de protección correcto utilizado para garantizar la seguridad. También hay disponibles algunos materiales de soporte solubles en agua.
Estos materiales funcionan bien en cámaras de impresión por debajo de 150 ° C. Es decir, si se utiliza un material de soporte soluble en agua con ULTEM, es posible que la pieza no se imprima a la temperatura óptima, lo que a su vez provoca las debilidades mencionadas anteriormente en la propia pieza.

La impresora miniFactory Ultra 3D cuenta con dos boquillas. Esto permite que el dispositivo imprima incluso piezas ULTEM complejas con material de soporte rompible, que es relativamente fácil de quitar, al tiempo que garantiza las propiedades mecánicas óptimas de la pieza.

Las piezas impresas en 3D de PEEK son adecuadas para muchos usos.

Garantía de calidad de tus impresiones ULTEM

El uso de las piezas impresas en 3D de PEEK resultan aptos en muchos ámbitos. Cuando las piezas están destinadas al uso final, los productores deben garantizar un proceso de impresión óptimo y evitar errores de fabricación. Cuando se sostiene una pieza impresa en 3D en la mano, nadie puede decir cómo se imprimió la pieza, si la cámara de impresión alcanzó la temperatura óptima o si estaba claramente por debajo de la temperatura de transición vítrea. La mejor forma de asegurarse de ello es solicitar un informe de control de calidad de la pieza impresa que incluya toda la información sobre el proceso de fabricación de la pieza.

Esto aumenta la confianza en las piezas impresas en 3D y permite a las empresas utilizar el método de "muestras maestras" en la fabricación de piezas de repuesto. La miniFactory AARNI es una innovadora herramienta de supervisión de procesos que funciona con la impresora miniFactory Ultra 3D. Con AARNI, recibes toda la información visualmente para cada impresión mientras garantizas de manera constante la calidad de las piezas de PEEK impresas.

Impresora 3D miniFactory compatible

  • La impresora miniFactory Ultra 3D está optimizada para la impresión Ultem 3D. Al elegir nuestra tecnología para piezas Ultem, también garantizas una alta calidad para las piezas que produces. Muchos clientes de todo el mundo confían en la tecnología miniFactory. Ponte en contacto y permítenos brindarte una solución de calidad para la impresión 3D de tus piezas.
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