¿Qué propiedades tiene el ULTEM en la fabricación aditiva?

Redacción
Jueves, 27 Agosto 2020
¿Qué propiedades tiene el ULTEM en la fabricación aditiva? - impresoras 3D

En los últimos años, el uso de termoplásticos de alto rendimiento ha crecido en la industria de la impresión 3D, con la tecnología alejándose gradualmente de la creación rápida de prototipos hacia la producción de piezas terminadas. Como resultado, los requisitos para los materiales de impresión 3D han aumentado y los termoplásticos de alto rendimiento son cada vez más frecuentes. Sus propiedades los convierten en una alternativa económica a ciertos metales y son valorados por muchos sectores, como el aeroespacial y el médico. Dentro de esta familia están la poliariletercetona (PAEK) que puede soportar altas temperaturas y con la que puede estar familiarizado con PEEK y PEKK. Existe una alternativa mucho más barata, la polieterimida (PEI), un material amorfo mejor conocido por su nombre comercial ULTEM. Disponible en forma de filamento compatible con máquinas FDM, es compatible con ciertas máquinas, en particular las de Stratasys. Veamos las principales características de este material.

El PEI fue desarrollado en la década de 1980 por Joseph G. Wirth y fue comercializado por la división de Plásticos de General Electric con el nombre ULTEM®. En 2007, la compañía vendió su actividad de plásticos a Saudi Basic Industries Corporation (SABIC), que recupera la patente asociada. Aunque ULTEM® ha convencido a muchos fabricantes gracias a sus propiedades mecánicas, sólo se volvió adecuado para la producción en masa con la llegada de las impresoras FDM de alto rendimiento. El extrusor de estos debe ser capaz de elevarse a 350°C para fundir el termoplástico.

Las principales características de ULTEM®

Por lo tanto, la gestión de la temperatura es esencial cuando se trata de imprimir ULTEM®. La cámara debe mantenerse en todo momento, de lo contrario pueden aparecer irregularidades y sufrir la adhesión de las diferentes capas. La temperatura del PEI está entre 345 y 400°C, necesitará una extrusora capaz de elevarse a estos niveles.

PEI es reconocido por su estabilidad dimensional y resistencia a la fluencia. SABIC ahora ofrece dos resinas diferentes, ULTEM® 9085 y ULTEM® 1010. Respecto a la primera, es inherentemente retardante de llama y tiene muy buenos resultados en las pruebas FST (Fuego, Humo, Toxicidad): tiene resistencia a altas llamas, bajo desarrollo de humo y baja toxicidad. El material también tiene una alta relación peso/resistencia, que incluso puede reemplazar algunos metales gracias a sus propiedades mecánicas. Finalmente, es compatible con fluidos automotrices, hidrocarburos, alcoholes y soluciones acuosas. La resina ULTEM® 1010 tiene una alta resistencia a la tracción, mostrando una gran durabilidad. Es biocompatible y tiene certificación NSF 51 para contacto con alimentos. También puede soportar la esterilización por vapor.

Si lo comparamos con PEEK, el PEI es más barato: cuesta 150 euros por kilo, en comparación a los 300 euros por la misma cantidad de PEEK. Es un material que tiene la ventaja de estar certificado para un cierto número de aplicaciones aeroespaciales, cumpliendo requisitos muy estandarizados. Sin embargo, PEI exhibirá un menor impacto y resistencia a la temperatura.

Aplicaciones del PEI

Comprenderá que PEI es ampliamente utilizado en la industria aeroespacial, particularmente ULTEM 9085 debido a las características mencionadas anteriormente. También es un material de elección en las industrias automotriz, médica y alimentaria, más particularmente en el diseño de utensilios de cocina. Este termoplástico también se usa en herramientas, ya sea para diseñar moldes, plantillas o varias fijaciones. La compañía Bombardier, por ejemplo, utiliza este material para fabricar sus herramientas a medida, personalizar componentes en sus líneas de producción, pero también para producir piezas terminadas en sus trenes.

Finalmente, por parte del fabricante, SABIC es hoy el único que suministra la materia prima, en forma de resina o espuma. La compañía fabrica sus propios filamentos para la fabricación aditiva. Históricamente, solo eran compatibles con la gama de máquinas Stratasys, pero en los últimos años, SABIC ha forjado otras asociaciones, como Roboze, que pueden imprimir filamentos ULTEM™ AM9085F. Algunos fabricantes ofrecen sus propios filamentos como KIMYA, 3DXTech o 3D4Makers.

Por último, no hay que olvidar que si queremos imprimir con ULTEM, el fabricante SABIAC ha lanzado un filamento de soporte desmontable, el AMS31F, que es más fácil de quitar que otros materiales de soporte que a menudo necesitan recalentarse. Por lo tanto, la pieza puede conservar todas sus propiedades mecánicas y el usuario ahorra un tiempo valioso.

Aplicación: Tecnología