Rosnąca popularność druku 3D w zastosowaniach przemysłowych sprawia, że odporność na działanie wysokich temperatur staje się bardzo pożądaną cechą filamentów. Producenci zaczynają coraz częściej drukować komponenty, które pracują w podwyższonych temperaturach. Jest to znacznie tańsze i szybsze, niż tradycyjne wytwarzanie części z metalu. Niemniej jednak, aby zapewnić trwałość i wytrzymałość wydrukowanej 3D części, należy odpowiednio dobrać materiał do danego zastosowania. 

Wybór odpowiedniego filamentu, o wymaganych właściwościach i wytrzymałości jest kluczowym elementem projektowania. Nie zawsze wymaga się aż tak wysokiej odporności termicznej, jaka jest uzyskiwana w przypadku metali. Często używa się ich, ponieważ są stosunkowo łatwe do zdobycia, a technologie wytwarzania opracowane. Z drugiej strony termoplasty również mogą wytrzymywać wyższe temperatury. Daje to wiele możliwości zastosowania druku 3D z tworzyw sztucznych w przemyśle czy inżynierii.

W zastosowaniach przemysłowych, tworzywo sztuczne, które zastępuje metal musi mieć wysoką wytrzymałość mechaniczną, a przy tym być odporne na działanie relatywnie wysokich temperatur. Podczas, gdy stal posiada wytrzymałość temperaturową do 870 ℃, PLA może pracować jedynie w temperaturze do 60℃. Zatem, jakie tworzywa sztuczne są odporne na wyższe temperatury? 

Wraz z wprowadzeniem filamentów odpornych na działanie wysokich temperatur, zmieniło się podejście do zastosowań druku 3D w przemyśle. Aktualnie dostępne filamenty mają tak wysoką odporność na ciepło, że mogą z powodzeniem zastąpić metal.

Jeżeli wymagana jest bardzo wysoka odporność temperaturowa, np. 400°C to niestety element musi zostać wykonany z metalu, niemniej jednak, jeżeli komponent pracuje w 200°C, może być on wytworzony z tworzywa sztucznego. Wtedy odpowiednim materiałem będzie np. PEEK, który stał się jednym z najpopularniejszych materiałów wysokotemperaturowych w druku 3D. Może on długotrwale pracować nawet w 240°C. PEEK jest często używany w zastosowaniach wymagających przenoszenia dużych obciążeń i temperatur.

Jeżeli konstrukcje wymagają długotrwałej odporności temperaturowej jedynie do 120°C, to wybór materiałów jest dość szeroki. PET-G FX120 jest filamentem zaprojektowanym specjalnie do zastosowań inżynierskich. Jest to materiał elastyczny i bardzo trwały, dzięki czemu może być użyty do wytwarzania funkcjonalnych części, które wytrzymają normalne użytkowanie. Jest on stabilny termicznie do 120°C podczas długotrwałej pracy, a w przypadku krótkotrwałej wytrzymuje on temperatury nawet do 160°C. 

Innym przykładem jest nylon, czyli funkcjonalne tworzywo sztuczne na bazie poliamidu 6. Wykazuje on zwiększoną wytrzymałość mechaniczną, a także pozwala na długotrwałą pracę w temperaturze 120°C. W przypadku pracy krótkotrwałej, podobnie jak wspomniany PET-G FX120, jego wytrzymałość temperaturowa sięga 160°C. Dodatkowo, nylon charakteryzuje niski skurcz przetwórczy, co sprawia że jest perfekcyjnym filamentem do wykonywania funkcjonalnych elementów. 

Jaki jest filament o najwyższej odporności temperaturowej?

Materiał EXTEM AMHH811F, produkowany przez saudyjski koncern chemiczny SABIC posiada odporność na działanie temperatur nawet do 247°C. Włoski ROBOZE reklamuje go jako najbardziej odporny temperaturowo filament do druku 3D. Z kolei ULTEM posiada temperaturę zeszklenia około 217°C, co również jest obiecującym wynikiem. 

Element wydrukowany 3D z materiału EXTEM AMHHH811F. [Źródło: ROBOZE]

Wysoka odporność temperaturowa daje wiele możliwości nowych zastosowań technologii addytywnych. Dużą zaletą elementów z tworzyw sztucznych jest znacznie niższa waga, niż ich metalowych odpowiedników. Wspomniany materiał EXTEM mógłby zastąpić wiele części metalowych, redukując przy tym ciężar urządzeń. 

Źródło: fabbaloo.com

Patrycja Dubert
Inżynier biomedyczny zainteresowany niekonwencjonalnym i innowacyjnym podejściem do medycyny oraz jej połączeniem z nowoczesną technologią.

    Brak możliwości dodawania komenarzy

    Może cię również zainteresować