Vediamo le caratteristiche principali delle resine polieterimidiche ULTEM®, e approfondiamo il loro utilizzo nella stampa 3D.
Resine polieterimmidiche: cosa sono?
La resina polieterimmidica ULTEM®, PEI, è un polimero amorfo ad alte prestazioni che è caratterizzato da eccellenti proprietà termiche, buona resistenza chimica, ritardo di fiamma intrinseco e e da un'eccezionale stabilità dimensionale.
La famiglia ULTEM comprende varie tipologie di resine, che ora vedremo insieme.
La serie ULTEM®
Oltre alla serie ULTEM® 1000 si trovano in commercio anche altre tipologie:
- Resine ULTEM® 1000 Polimero di base
- Resine ULTEM® 2000
- Resine ULTEM® 3000
- Resine ULTEM® 4000
- Resine ULTEM® CRS 5000
- Resine ULTEM® 6000
- Resine ULTEM® 7000
- Resine ULTEM® 9000
- Resine ULTEM® ATX (miscela di polieterimmide/ policarbonato-estere)
Le proprietà chiave della base resinosa ULTEM® 1000
La resina ULTEM® 1000 ha alcune caratteristiche principali:
- Elevata resistenza al calore a lungo termine, con una temperatura di transizione vetrosa (Tg) di 217°C, HDT/Ae di 190°C e indice termico relativo (RTI) di 170°C
- Ritardo di fiamma intrinseco con bassa evoluzione dei fumi, conforme alle norme ABD, FAR e NBS
- Eccellente stabilità dimensionale (bassa sensibilità al creep e basso coefficiente uniforme di espansione termica basso e uniforme)
- Eccezionale resistenza e modulo a temperature elevate
- resistenza a un'ampia gamma di sostanze chimiche, come i fluidi per autoveicoli
- come i fluidi per autoveicoli, gli idrocarburi completamente alogenati, gli alcoli
- idrocarburi completamente alogenati, alcoli e soluzioni acquose
In particolare, il polimero di base ULTEM® 1000 ha un colore marrone colore marrone ambrato trasparente, è prodotta per policondensazione e ha la seguente struttura chimica:
Applicazioni tipiche della resina ULTEM® 1000
- Medicale
- Aeronautica
- Automotive
- Illuminazione per autoveicoli
- Dispositivi di interconnessione
- dispositivi di interconnessione stampati (MID)
- Elettrico e illuminazione
- HVAC / Trattamento dei fluidi
- Stoviglie / Ristorazione
Resine ULTEM® 2000
Rinforzata con fibra di vetro
Maggiore rigidità rispetto alla resina ULTEM® 1000
Migliore stabilità dimensionale rispetto alla resina ULTEM® 1000
Disponibilità di gradi a bassa viscosità
Resine ULTEM® 3000
Riempita con vetro e minerali
Alta resistenza
Migliore stabilità dimensionale rispetto alla serie ULTEM® 2000
Resine ULTEM® 4000
Resistenza all'usura
Riduzione del coefficiente di attrito
Tipi non rinforzati e rinforzati con vetro
Resina ULTEM® CRS serie 5000
Resistenza chimica superiore rispetto alla resina ULTEM® 1000
Migliore resistenza ai fluidi idraulici utilizzati in aeronautica rispetto alla resina ULTEM® 1000
Gradi non rinforzati e rinforzati con vetro
Resine ULTEM® 6000
La più alta resistenza al calore di tutte le resine ULTEM®
Resine ULTEM® 7000
Rinforzata con fibre di carbonio
Eccezionale rapporto resistenza/peso
Il più alto modulo di tutti i tipi di resina ULTEM
Resine ULTEM® 9000
Soddisfa le normative dell'industria aeronautica (ABD, FAR, OSU e NBS)
Consegnata con certificazione del singolo lotto
Gradi non rinforzati e rinforzati con vetro
Gradi per estrusione e per stampaggio a iniezione
Resine ULTEM® ATX (miscela di polieterimmide/policarbonato-estere)
Prestazioni termiche intermedie
La resina ULTEM® ATX 100 offre prestazioni d'impatto più elevate rispetto alla resina ULTEM® 1000
Flusso molto elevato rispetto alla resina ULTEM® 1000
Metallizzabile senza primer
Disponibilità di gradi conformi al contatto con gli alimenti
Quale tipologia di resine ULTEM vengono utilizzate in stampa 3D FDM?
In particolare per la stampa 3D vengono utilizzati ULTEM 1010 e ULTEM 9085.
ULTEM 1010
ULTEM 1010 uno dei materiali più resistenti della famiglia dei materiali termoplastici FDM. Questo grado di ULTEM ha un'eccellente resistenza meccanica e termica, che ne consente l'uso in autoclave a vapore senza che si rompa.
ULTEM 1010 è un materiale autoestinguente (V0) e resiste fino alla temperatura di 216°C. Inoltre è certificato biocompatibile (ISO 10993/USP Classe VI) e idoneo al contatto con gli alimenti (NSF 51). Grazie a queste particolari proprietà ULTEM 1010 è ideale per l’utilizzo in attrezzature avanzate nei settori automotive, aerospaziale, medicale e alimentare.
ULTEM 9085
ULTEM 9085 ha una resistenza alla flessione inferiore, che lo rende più duttile ma comunque resistente.
Si tratta di un materiale leggero, ad alta resistenza e completamente autoestinguente. Le sue caratteristiche principali sono: l’elevata resistenza chimica e al calore e l’ottima resistenza a trazione e flessione.
ULTEM 9085 è specificamente formulato per essere ignifugo secondo la norma UL 94 VO, inoltre è un materiale certificato FST (Flame, Smoke, Toxicity).
I prototipi in ULTEM® 9085 sono adatti per testing funzionali a condizioni estreme, che necessitino di elevate prestazioni, resistenza ad agenti chimici e ad impieghi a temperature elevate. Si hanno quindi applicazioni in settori in cui le performance dei materiali sono decisive come aerospaziale (certificato FAR 25.853) e aeronautico, oltre che nei settori legati alla velocità e al racing.
Può in alcuni casi sostituire l’alluminio dato che è un materiale più leggero e, allo stesso tempo, estremamente resistente.
Che si tratti di prototipi funzionali o di applicazioni finali, la resistenza della resina ULTEM e le certificazioni esistenti la rendono una buona scelta per una varietà di pezzi.
Come stampare la termoplastica ad alte prestazioni ULTEM?
Per stampare i filamenti ULTEM è necessaria una stampante 3D che supporti la produzione additiva ad alta temperatura. Sono varie le stampanti disponibili in commercio, ad esempio:
|
Marca |
prodotto |
volume di stampa |
TEMPERATURA MAX DI ESTRUSIONE |
TEMPERATURA MAX PIANO DI STAMPA |
TEMPERATURA MAX CAMERA CALDA |
|
Apium |
P220 |
205 × 155 × 150 mm |
540°C |
160°C |
180°C |
|
3ntr |
Spectral 30 |
300 × 300 × 300 mm |
500°C |
300°C |
250°C |
|
CREATBOT |
PEEK-300 |
300 x 300 x 400 mm |
500°C |
200°C |
120°C |
|
INTAMSYS |
FUNMAT PRO 410 |
305 × 305 × 406 mm |
450°C |
160°C |
90°C |
|
Stratasys |
Fortus 450mc |
406 × 355 × 406 mm |
450°C |
350°C |
350°C |
|
3DGence |
INDUSTRY F421 |
380 × 380 × 420 mm |
500°C |
180°C |
195°C |
|
Roboze |
ARGO 500 |
500 × 500 × 500 mm |
550°C |
– |
180°C |
|
3DXTECH |
Gearbox™ HT2 |
457 x 457 x 810mm |
500ºC |
– |
250ºC |
Nota: esistono a livello internazionale quasi 100 modelli di stampanti che possono stampare in 3D il PEEK e il PEI, oltre che altri materiali ad alte prestazioni. Questo è un elenco esemplificativo. I prodotti nella tabella sono classificati in base al volume di stampa (da basso ad alto).
Ma la resina ULTEM può essere usata anche per altro nella stampa 3D?
Le resine ULTEM, dato le loro caratteristiche, possono essere utilizzate anche come parti di componenti per stampanti 3D. In particolare il PEI può essere utilizzato come strato di copertura per i piani di stampa delle stampanti 3D FDM.
Scopri di più negli articoli correlati.
Scopri tutti i prodotti basati su resine ULTEM sul nostro sito nella SEZIONE DEDICATA
Hai bisogno di altre informazioni?
Controlla la scheda prodotto per tutte le informazioni tecniche, oppure CONTATTACI
ULTEM è un marchio registrato di SABIC Innovative Plastics o delle sue affiliate o sussidiarie.
Fonte immagini: SABIC, Stratasys
