Polímeros Ultra, polímeros de alto rendimiento, superpolímeros, polímeros especiales, como prefiera llamarlos, se encuentran en la cima de la pirámide de polímeros. Estos materiales tienen un rendimiento significativamente superior al de los polímeros de ingeniería tradicionales y a menudo se mencionan como aplicaciones de reemplazo de metal en el contexto de los polímeros Ultra, donde destacan las propiedades de los materiales. La impresión 3D de polímeros Ultra es algo relativamente nuevo que ha sido posible gracias a los Impresoras 3D industriales de miniFactory. La impresora 3D Ultra 2 ha sido desarrollada específicamente para la impresión 3D de polímeros Ultra, y la cámara de impresión calentada a 250 °C del dispositivo permite la mejor calidad posible de las piezas de polímeros de alto rendimiento impresas.
Las propiedades más significativas de los polímeros Ultra están relacionadas con aplicaciones que combinan altas temperaturas de funcionamiento de hasta 250°C con químicos corrosivos o fuertes. Otro uso importante es en aplicaciones de reemplazo de metal. El metal es duradero, pero también es pesado, costoso y se corroe con el tiempo. En muchas industrias se necesitan nuevas soluciones donde el metal ya no es una opción.
La extrema resistencia química de los polímeros de alto rendimiento permite su uso en entornos donde los metales a menudo se oxidan o se corroen. Los polímeros de alto rendimiento ofrecen una fiabilidad a largo plazo y reducen el tiempo de inactividad gracias a su excelente resistencia a químicos fuertes y disolventes incluso en los entornos y aplicaciones más desafiantes.
Los metales requieren diversos acabados y recubrimientos costosos para ser utilizados en entornos similares. Si las piezas metálicas se rayan o el recubrimiento se desgasta, los químicos comenzarán a corroerlas fácilmente. Esto provoca la pérdida de material desde la superficie y también la pérdida de propiedades mecánicas. Con los plásticos, estos tratamientos no son necesarios.
Los polímeros de alto rendimiento tienen una resistencia química extrema a ácidos, alcoholes, combustibles, aceites y disolventes halogenados. Esto los convierte en un material ideal para su uso en situaciones donde se requieren componentes de manejo de fluidos de precisión en las industrias químicas y de procesamiento.
Las industrias buscan constantemente materiales fuertes y ligeros que permitan simplificar el diseño de las piezas, reducir los costos del sistema y proporcionar mayor durabilidad en piezas expuestas a condiciones extremas.
Al utilizar polímeros de alto rendimiento en lugar de metales, los productos pueden ser significativamente más ligeros que antes. Los polímeros de alto rendimiento proporcionan una mejor eficiencia de combustible y una mayor durabilidad gracias a su ligereza.
Los polímeros son hasta seis veces más ligeros que muchos metales. Por lo tanto, por ejemplo, las empresas de aeronáutica o del espacio pueden lograr ahorros significativos en costos de combustible al reemplazar partes metálicas con polímeros de alto rendimiento.
Los plásticos de ingeniería tradicionales están acostumbrados a ciertas limitaciones en términos de entornos de operación y, sobre todo, de temperaturas de operación. Mientras que los polímeros de ingeniería más comunes pueden soportar temperaturas de operación de hasta aproximadamente 100°C, los polímeros de alto rendimiento permiten temperaturas de operación de más de 250°C.
En muchas aplicaciones, el plástico habría sido la solución perfecta si la temperatura de operación hubiera sido mayor. Hasta ahora, la industria ha optado por piezas metálicas que son pesadas, costosas y tienen una vida útil limitada en aplicaciones inadecuadas para los metales. Con la impresión 3D de polímeros Ultra, el tiempo de los compromisos ha terminado, y se puede seleccionar el polímero de alto rendimiento adecuado para la aplicación. Por ejemplo, hay innumerables aplicaciones en la fabricación de procesos, desde entornos de tratamiento térmico hasta las etapas de curado de las líneas de pintura. En estas aplicaciones, la impresión 3D de polímeros de alto rendimiento proporciona una solución rentable y óptima que permite ahorros significativos.
Los polímeros de alto rendimiento han demostrado excelentes propiedades de aislamiento eléctrico, así como un rendimiento térmico mejorado. Un aislamiento excelente es imprescindible para los equipos de generación de energía que trabajan con corrientes eléctricas. Cuando el aislamiento se combina con una resistencia a altas temperaturas, incluso por encima de 250°C, las aplicaciones de estos materiales se multiplican rápidamente. A medida que los vehículos de transporte se vuelven más eléctricos y ligeros, se buscan materiales más duraderos y seguros. Los polímeros de alto rendimiento son resistentes al flujo de electrones debido al bajo número de partículas subatómicas. Esto evita que las cargas eléctricas transiten libremente a través del material.
Los materiales metálicos a menudo requieren acabados y recubrimientos costosos para lograr siquiera un cierto nivel de propiedades aislantes. Sin embargo, incluso el metal tratado no posee las mismas propiedades que un polímero.
Los polímeros de alto rendimiento resisten bien la fricción y el desgaste, lo que los convierte en una excelente solución para aplicaciones exigentes. El bajo coeficiente de fricción permite el uso de componentes de polímero en condiciones secas. Los lubricantes también son innecesarios. Al usar polímeros en lugar de metales, se pueden garantizar piezas duraderas, con bajo ruido y bajas vibraciones.
Los lubricantes son esenciales en todos los contactos metal con metal. Incluso si se añaden lubricantes regularmente y se mantiene un entorno de operación óptimo, los metales aún se desgastan más rápido que los plásticos en uso. Los polímeros de alto rendimiento son una excelente opción para aplicaciones de ingeniería mecánica, ya que las piezas pueden tener formas complejas y presentan un gran rendimiento tribológico. Las propiedades autolubricantes prolongan la vida útil de los componentes y reducen el mantenimiento.
Los plásticos utilizados en la industria médica y la industria alimentaria, entre otras, deben ser esterilizables. Esto garantiza un alto nivel de seguridad operativa sin afectar su rendimiento. Los polímeros presentan buenas propiedades de limpieza y esterilización, lo que los convierte en una buena solución para aplicaciones exigentes. La limpieza de herramientas y equipos utilizados en la industria médica es vital. Las infecciones son una de las mayores amenazas que enfrentan los pacientes en los hospitales. Esto se puede evitar fácilmente utilizando equipos que puedan ser esterilizados adecuadamente.
En la industria de producción de alimentos, la esterilización es una operación a menudo repetitiva. Es muy importante que el proceso de esterilización no afecte la durabilidad de las piezas utilizadas en la producción. Los polímeros de alto rendimiento como PPSU o ULTEM1010 pueden soportar ciclos repetidos de esterilización. En particular, pueden resistir métodos exigentes como la esterilización química, por vapor o por radiación sin sufrir daños significativos.
La mayoría de los polímeros Ultra están clasificados según la clasificación de fuego UL94 V-0. UL94 es una de las pruebas de inflamabilidad más utilizadas para determinar la inflamabilidad relativa de los materiales plásticos. Por lo tanto, los materiales tienen buenas calificaciones de resistencia al fuego, lo que permite su uso en aplicaciones más exigentes.
Además de la clasificación UL94 V-0, algunos materiales tienen otras aprobaciones específicas de la industria. Por ejemplo, la resina ULTEM9085 cumple con los estándares de aviación al ser compatible con FST y tener una calificación OSU de 55/55. La resina ULTEM9085 y PEKK cumplen con la norma EN45545-2 de la industria ferroviaria. Ambos estándares específicos se relacionan con la ignición de materiales y la formación de gases tóxicos.
Materiales como ULTEM1010 o PC-S cuentan con certificación de contacto con alimentos según EU 10/2011, FDA 21 CFR, lo que permite utilizar estos materiales en aplicaciones alimentarias. Por lo tanto, se puede decir que los polímeros Ultra están a la altura de su nombre y pueden ser utilizados en las aplicaciones más exigentes.
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