Polímeros Ultra, polímeros de alto desempenho, super polímeros, polímeros especiais, como você preferir chamá-los, estão no topo da pirâmide dos polímeros. Esses materiais têm um desempenho significativamente superior ao dos polímeros de engenharia tradicionais e são frequentemente mencionados como aplicações de substituição de metais no contexto dos polímeros Ultra, onde as propriedades dos materiais se destacam. A impressão 3D de polímeros Ultra é algo relativamente novo que se tornou possível graças às Impressoras 3D Industriais miniFactory. A impressora 3D Ultra 2 foi desenvolvida para a impressão 3D de polímeros Ultra, e a câmara de impressão aquecida a 250°C do dispositivo possibilita a melhor qualidade possível para peças de polímeros de alto desempenho impressas.
As propriedades mais significativas dos polímeros Ultra estão relacionadas com aplicações que combinam altas temperaturas de operação, até 250°C, com produtos químicos corrosivos ou fortes. Outro uso importante está nas aplicações de substituição de metais. O metal é durável, mas também é pesado, caro e corrói com o tempo. Novas soluções são necessárias em muitas indústrias onde o metal já não é uma opção viável.
A resistência química extrema dos polímeros de alto desempenho permite sua utilização em ambientes onde os metais frequentemente oxidam ou enferrujam. Os polímeros de alto desempenho oferecem confiabilidade a longo prazo e reduzem o tempo de inatividade devido à sua excelente resistência a produtos químicos fortes e solventes, mesmo nos ambientes e aplicações mais desafiadores.
Os metais requerem vários acabamentos e revestimentos caros para serem utilizados em ambientes semelhantes. Se as peças metálicas forem riscadas ou o revestimento se desgastar, os produtos químicos começarão facilmente a corroê-las. Isso leva à perda de material a partir da superfície e também à perda de propriedades mecânicas. Com os plásticos, esses tratamentos não são necessários.
Os polímeros de alto desempenho possuem uma resistência química extrema a ácidos, álcoois, combustíveis, óleos e solventes halogenados. Isso os torna um material ideal para uso em situações onde são necessários componentes de manipulação de fluidos de precisão nas indústrias químicas e de processamento.
As indústrias estão constantemente à procura de materiais fortes e leves que permitam simplificar o design das peças, reduzir os custos dos sistemas e proporcionar maior durabilidade em peças expostas a condições adversas.
Ao utilizar polímeros de alto desempenho em vez de metais, os produtos podem ser significativamente mais leves do que antes. Os polímeros de alto desempenho proporcionam melhor eficiência de combustível e maior durabilidade graças à sua leveza.
Os polímeros são até seis vezes mais leves do que muitos metais. Assim, por exemplo, empresas da área de aeronáutica ou espacial podem economizar significativamente nos custos de combustível ao substituir peças metálicas por polímeros de alto desempenho.
Os plásticos de engenharia tradicionais estão habituados a certas limitações em termos de ambientes de operação e, acima de tudo, de temperaturas de operação. Enquanto os polímeros de engenharia mais comuns suportam temperaturas de operação de até cerca de 100°C, os polímeros de alto desempenho permitem temperaturas de operação superiores a 250°C.
Em muitas aplicações, o plástico teria sido a solução perfeita se a temperatura de operação fosse mais alta. Até agora, a indústria optou por peças metálicas que são pesadas, caras e têm uma vida útil limitada em aplicações inadequadas para metais. Com a impressão 3D de polímeros Ultra, o tempo de compromissos chegou ao fim, e o polímero de alto desempenho adequado pode ser selecionado para a aplicação. Por exemplo, existem inúmeras aplicações na fabricação de processos, desde ambientes de tratamento térmico até as etapas de cura das linhas de pintura. Nestas aplicações, a impressão 3D de polímeros de alto desempenho oferece uma solução econômica e ideal, permitindo economias significativas.
Os polímeros de alto desempenho demonstraram excelentes propriedades de isolamento elétrico, bem como desempenho térmico aprimorado. Um excelente isolamento é essencial para equipamentos de geração de energia que lidam com correntes elétricas. Quando o isolamento é combinado com resistência a altas temperaturas, acima de 250°C, as aplicações desses materiais crescem rapidamente. Com o aumento dos veículos de transporte elétricos e mais leves, busca-se materiais mais duráveis e seguros. Os polímeros de alto desempenho são resistentes ao fluxo de elétrons devido ao baixo número de partículas subatômicas, o que impede que cargas elétricas transitem livremente pelo material.
Os materiais metálicos frequentemente requerem acabamentos e revestimentos caros para alcançar algum nível de propriedades isolantes. No entanto, mesmo o metal tratado não possui as mesmas propriedades que um polímero.
Os polímeros de alto desempenho suportam bem o atrito e o desgaste, tornando-os uma solução excelente para aplicações exigentes. O baixo coeficiente de atrito permite o uso de componentes de polímero em condições secas. Lubrificantes também são desnecessários. Ao utilizar polímeros em vez de metais, é possível garantir peças duráveis, de baixo ruído e baixa vibração.
Os lubrificantes são essenciais em todos os contatos metal com metal. Mesmo que os lubrificantes sejam adicionados regularmente e um ambiente de operação ideal seja mantido, os metais ainda se desgastam mais rapidamente do que os plásticos em uso. Os polímeros de alto desempenho são uma excelente opção para aplicações de engenharia mecânica, pois as peças podem ser complexas em forma e apresentam excelente desempenho tribológico. As propriedades autolubrificantes prolongam a vida útil dos componentes e reduzem a manutenção.
Os plásticos utilizados nas indústrias médica e alimentar, entre outras, devem ser esterilizáveis. Isso garante um alto nível de segurança operacional sem comprometer seu desempenho. Os polímeros apresentam boas propriedades de limpeza e esterilização, o que os torna uma solução eficaz para aplicações exigentes. A limpeza de ferramentas e equipamentos utilizados na indústria médica é vital. As infecções são uma das maiores ameaças que os pacientes enfrentam nos hospitais. Isso pode ser facilmente evitado usando equipamentos que possam ser devidamente esterilizados.
Na indústria de produção de alimentos, a esterilização é uma operação frequentemente repetitiva. É muito importante que o processo de esterilização não afete a durabilidade das peças utilizadas na produção. Polímeros de alto desempenho como PPSU ou ULTEM1010 podem suportar ciclos repetidos de esterilização. Em particular, eles resistem a métodos rigorosos como esterilização química, a vapor ou por radiação sem danos significativos.
A maioria dos polímeros Ultra é classificada de acordo com a classificação de fogo UL94 V-0. O UL94 é um dos testes de inflamabilidade mais amplamente utilizados para determinar a inflamabilidade relativa de materiais plásticos. Assim, os materiais possuem boas classificações de resistência ao fogo, permitindo seu uso em aplicações mais desafiadoras.
Além da classificação UL94 V-0, alguns materiais possuem outras aprovações específicas da indústria. Por exemplo, a resina ULTEM9085 atende aos padrões de aviação por ser compatível com FST e possuir uma classificação OSU de 55/55. A resina ULTEM9085 e PEKK atendem ao padrão EN45545-2 da indústria ferroviária. Ambos os padrões específicos estão relacionados à ignição de materiais e à formação de gases tóxicos.
Materiais como ULTEM1010 ou PC-S possuem certificação de contato com alimentos conforme EU 10/2011 e FDA 21 CFR, permitindo seu uso em aplicações alimentares. Assim, pode-se dizer que os polímeros Ultra fazem jus ao seu nome e podem ser utilizados nas aplicações mais desafiadoras.
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