INTRODUCTION AUX SUPERPOLYMÈRES

Les polymères hautes performances, les ultrapolymères, les superpolymères, les polymères spécifiques, quel que soit le nom qu'on leur donne, se trouvent au sommet de la pyramide des polymères. Ces matériaux ont des performances nettement supérieures à celles des polymères techniques traditionnels ; pour cette raison, ils sont souvent sollicités pour des applications de remplacement du métal, où des propriétés particulières sont nécessaires. L'impression 3D des ultrapolymères est relativement nouvelle, rendue possible grâce à l'imprimante 3D performante miniFactory Ultra. La chambre d'impression chauffée à 250° C de l'appareil permet d'obtenir des pièces en polymères imprimées haute performance de la meilleure qualité possible.

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Principales caractéristiques des ultrapolymères

Les propriétés les plus significatives des ultrapolymères concernent les applications qui combinent des températures d’utilisation élevées, jusqu'à 250°C, avec des produits chimiques corrosifs ou puissants. Les applications de remplacement du métal constituent une autre utilisation importante. Le métal est durable, mais il est aussi lourd, coûteux et se corrode avec le temps. De nouvelles solutions sont nécessaires dans de nombreux secteurs où le métal n'est tout simplement plus une option.

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Résistance aux produits chimiques agressifs et aux solvants

L'extrême résistance chimique des polymères hautes performances permet leur utilisation dans des environnements où les métaux sont souvent oxydés ou rouillés. Les polymères hautes performances offrent une fiabilité au long terme et réduisent les périodes d'immobilisation grâce à leur excellente résistance aux produits chimiques et aux solvants puissants, même dans les environnements et applications les plus difficiles.

Les métaux nécessitent diverses finitions et revêtements coûteux pour pouvoir être utilisés dans des environnements similaires. Si les pièces métalliques sont rayées ou si le revêtement s'use, les produits chimiques risquent de les corroder. Il en résulte une perte de matière à partir de la surface ainsi qu'une perte des propriétés mécaniques. Avec le plastique, ces traitements ne sont pas nécessaires.

Les polymères hautes performances présentent une résistance chimique extrême aux acides, alcools, carburants, huiles et solvants halogénés. Cela en fait des matériaux idéaux à utiliser dans les situations où des composants de précision pour la manipulation des fluides sont nécessaires dans les industries chimiques et de transformation.

Naturellement sans corrosion

Contrairement aux métaux, le matériau plastique est coloré avant l'impression 3D. Ainsi, aucun traitement séparé, comme une peinture, n'est nécessaire pour les pièces finies. La corrosion induite par l'humidité est un problème majeur pour les pièces métalliques et la plupart des métaux nécessitent un revêtement séparé pour prévenir la corrosion à long terme. Cependant, le défi pour les revêtements est la résistance à l'usure et donc la durée de vie de la pièce. Divers alliages résistants à la corrosion sont également disponibles, mais ils sont, bien entendu, plus chers et deviennent donc problématiques lorsqu'il faut limiter les dépenses.

Les polymères hautes performances et les pièces composites en polymère sont naturellement résistants à la corrosion et ne connaissent pas d'effets galvaniques dans une situation impliquant des métaux différents et nécessitant un revêtement.

Un excellent rapport résistance/poids pour optimiser l'efficacité

Les industries sont constamment à la recherche de matériaux solides et légers qui permettent de simplifier la conception des pièces, de réduire les coûts des systèmes et d'offrir une plus grande durabilité aux pièces exposées à des conditions difficiles.

En utilisant des polymères hautes performances à la place des métaux, les produits peuvent être rendus nettement plus légers qu'auparavant. Les polymères hautes performances offrent un meilleur rendement énergétique et une durabilité accrue grâce à leur légèreté.

Les polymères sont jusqu'à six fois plus légers que de nombreux métaux. Ainsi, par exemple, les entreprises du secteur aéronautique ou spatial peuvent réaliser d'importantes économies sur les coûts de carburant en remplaçant les pièces métalliques par des polymères hautes performances.

En savoir plus sur la façon dont différentes industries utilisent les ultrapolymères

La température d’utilisation jusqu'à 250° C ouvre de nouvelles possibilités

La plasturgie traditionnelle est habituée à certaines limitations en ce qui concerne les milieux de travail et, surtout, les températures de fonctionnement. Alors que les polymères techniques les plus courants peuvent supporter des températures de fonctionnement allant jusqu'à environ 100° C, les polymères hautes performances peuvent être utilisés jusqu'à des températures supérieures à 250° C.

Dans de nombreuses applications, le plastique aurait été la solution parfaite si la température d’utilisation n’avait pas été plus élevée. Jusqu'à présent, l'industrie a opté pour des pièces métalliques qui sont lourdes, coûteuses et ont une durée de vie médiocre dans des applications qui ne conviennent pas aux métaux. Avec l'impression 3D des ultrapolymères, le temps des compromis est révolu : il est possible de choisir le polymère haute performance adapté à l'application. Par exemple, il existe d'innombrables applications dans les procédés de fabrication, des environnements de traitement thermique en passant par les étapes de séchage des lignes de peinture. Dans ces applications, l'impression 3D en polymères hautes performances fournit une solution optimale et rentable qui permet de réaliser des économies importantes.

En savoir plus sur les applications d'impression 3D

Isolation électrique extrême sous toutes ses formes

Les polymères hautes performances ont montré de grandes propriétés d'isolation électrique ainsi que des performances thermiques améliorées. Une excellente isolation est indispensable pour les équipements de production d'énergie qui sont exposés à des courants électriques. Lorsque l'isolation est combinée à une résistance en température élevée, même supérieure à 250° C, les applications de ces matériaux se multiplient rapidement. Les véhicules de transport devenant de plus en plus électriques et légers, des matériaux plus durables et plus sûrs sont requis. Les polymères hautes performances sont résistants au flux d'électrons en raison du faible nombre de particules subatomiques. Cela empêche les charges électriques de transiter librement dans le corps.

Les matériaux métalliques nécessitent souvent des finitions et des revêtements coûteux pour obtenir ne serait-ce qu'un certain niveau de propriétés isolantes. Cependant, même le métal traité n'a pas les mêmes propriétés qu'un polymère.

Durabilité et résistance au bruit avec des propriétés autolubrifiantes

Les polymères hautes performances résistent bien à la friction et à l'usure, ce qui en fait une excellente solution pour les applications exigeantes. Le faible coefficient de frottement permet l'utilisation de composants polymères dans des conditions sèches. Les lubrifiants sont également inutiles. En utilisant des polymères au lieu de métaux, vous pouvez garantir la durabilité des pièces, ainsi que leur faible niveau de bruit et de vibration.

Les lubrifiants sont essentiels dans tous les contacts métal à métal. Même si des lubrifiants sont régulièrement appliqués et que l'on maintient ainsi un environnement de fonctionnement optimal, les métaux s'usent toujours plus vite que les plastiques au cours des utilisations. Les polymères hautes performances sont une excellente option pour les applications d'ingénierie mécanique, car les pièces peuvent être de forme complexe et présentent principalement de grandes performances tribologiques. Les propriétés autolubrifiantes prolongent la durée de vie des composants et en réduisent la maintenance.

Stérilisation répétitive avec toutes les méthodes courantes

Les plastiques utilisés dans l'industrie médicale et alimentaire, entre autres, doivent être stérilisables. Cela garantit un niveau élevé de sécurité opérationnelle sans affecter leurs performances. Les polymères présentent de bonnes propriétés de nettoyage et de stérilisation, ce qui en fait une bonne solution pour les applications exigeantes. La propreté des outils et des utilitaires utilisés dans l'industrie médicale est essentielle. Les infections sont l'une des plus grandes menaces auxquelles les patients sont confrontés dans les hôpitaux. On peut facilement l'éviter en utilisant des équipements qui peuvent être correctement stérilisés.

Dans le secteur de la production alimentaire, la stérilisation est une opération souvent répétitive. Il est très important que le processus de stérilisation n'affecte pas la durabilité des pièces utilisées dans la production. Les polymères hautes performances comme le PPSU ou l'ULTEM1010 peuvent supporter des cycles de stérilisation répétés. En particulier, ils peuvent résister à des méthodes difficiles comme la stérilisation chimique, à la vapeur ou aux radiations sans subir de dommages importants.

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Agréments spécifiques à l'industrie

La plupart des ultrapolymères sont classés selon la classification d'inflammabilité UL94 V-0. UL94 est l'un des tests d'inflammabilité les plus utilisés pour déterminer l'inflammabilité relative des matériaux plastiques. Les ultrapolymères ont une bonne résistance au feu, ce qui leur permet d'être utilisés dans des applications plus difficiles.

En plus de la classification UL94 V-0, certains matériaux ont d'autres approbations spécifiques à l'industrie. Par exemple, la résine ULTEM9085 répond aux normes de l'aviation en étant conforme au FST avec un indice OSU de 55/55. La résine ULTEM9085 et le PEKK répondent à la norme EN45545-2 de l'industrie ferroviaire. Ces deux normes spéciales concernent l'inflammation des matériaux et la formation de gaz toxiques.

Les matériaux tels que ULTEM1010 ou PC-S ont une certification de contact alimentaire EU 10/2011, FDA 21 CFR, ce qui permet de les utiliser dans des applications alimentaires. Par conséquent, on peut dire que les ultrapolymères portent bien leur nom car ils peuvent être utilisés dans les applications les plus difficiles.

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