Los mejores materiales para imprimir en 3D piezas aeroespaciales listas para el vuelo

| The Essentium Team

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Entendemos que la impresión 3D en la industria aeroespacial permite una producción más rápida de componentes de máquinas y piezas de repuesto. Permite el diseño rápido de prototipos y la iteración, así como la fabricación de piezas en cualquier cantidad y con cualquier forma, sin desperdiciar demasiado material. Pero el mayor atractivo de la AM para el sector aeroespacial es su capacidad para producir piezas de aviación con la misma resistencia que los componentes fabricados con métodos y materiales tradicionales y con la mitad de peso.

La reducción de peso o ligereza es el santo grial de la industria aeroespacial, que permite a los aviones volar más lejos y más rápido con menos combustible. De hecho, el consumo de combustible se reduce en aproximadamente un 1 % por cada 1.000 libras de reducción del peso del avión2, con la consiguiente disminución de la producción de dióxido de carbono.

Hasta la fecha, la AM ha tenido el mayor impacto en la industria aeroespacial en los equipos de apoyo en tierra y en las piezas cosméticas que no soportan carga, como los paneles interiores de la cabina, los pomos y las cubiertas. Sin embargo, el desarrollo de filamentos avanzados reforzados con vidrio, metal o fibra de carbono que igualan la fuerza y la resistencia a la temperatura de las piezas de aluminio, pero son hasta un 50 % más ligeras, está abriendo nuevas posibilidades críticas para la AM en los aviones.

En la industria aeroespacial, la seguridad es siempre lo primero. Además de una alta resistencia a la tracción, química y térmica, los materiales certificados para componentes de aeronaves en vuelo deben cumplir la norma UL 94 de seguridad de inflamabilidad con altas propiedades de llama, humo y toxicidad (FST). Dos de estas resinas que cumplen estas normas son la polieterimida (PEI), siendo la más popular un polímero inflamable del líder del sector SABIC llamado ULTEM™, y la polieteretercetona, también conocida como PEEK.

Filamentos de impresión 3D Essentium para aplicaciones en vuelo

Essentium, Inc. ofrece su propio polímero PEI, llamado Essentium 9085. Esta mezcla de polieterimida de alto rendimiento está fabricada con una base de resina SABIC ULTEM, que proporciona a Essentium 9085 un excelente comportamiento ante la temperatura y una gran resistencia a largo plazo. Una opción superior para sustituir piezas de aluminio, la resina cumple con las normas UL 94 y FAR 25.853 y OSU 65/65 en cuanto a inflamabilidad, liberación de calor, densidad de humo y toxicidad. Las piezas aeroespaciales impresas en 3D de Essentium 9085 son ideales para los componentes aeroespaciales que deben cumplir estrictos requisitos de resistencia, rendimiento térmico e inflamabilidad. Algunos ejemplos son los sistemas de iluminación, los interruptores eléctricos, las carcasas de las lámparas y los enchufes.

Essentium PEEK es un polímero semicristalino de alta resistencia que ofrece alta temperatura y resistencia a las llamas, a la vez que es prácticamente impermeable a la humedad. Essentium PEEK es el producto de una asociación con Lehmann & Voss and Company para desarrollar una fórmula de polieteretercetona optimizada para la impresión 3D. Es el material de mayor rendimiento de la amplia cartera de filamentos de Essentium. La fórmula patentada cristaliza durante más tiempo y con menores tensiones residuales que los materiales PEEK de grado estándar, para una mayor flexibilidad de impresión y una calidad más uniforme. Por lo tanto, el filamento PEEK de Essentium es la mejor opción para aplicaciones en las que las tolerancias estrictas son críticas, se desea la máxima unión entre capas o para imprimir piezas con geometrías de alta relación de aspecto. El PEEK se ha utilizado para sustituir los componentes de aluminio de los motores, los cojinetes y las válvulas, así como para crear un conducto ligero que aísle y proteja los cables de fibra óptica y los sistemas eléctricos que circulan por el interior de los aviones.

Cabe señalar que tanto Essentium 9085 como Essentium PEEK requieren condiciones óptimas para lograr la máxima calidad de impresión, incluido el control preciso de la temperatura del filamento en una cámara calefactada con calor distribuido uniformemente alrededor de un espacio de construcción dedicado. Essentium no sólo ofrece materiales certificados para aplicaciones aeroespaciales, sino también la impresora 3D Essentium High Speed Extrusion (HSE) 180-HT optimizada para aplicaciones y materiales de alta temperatura. Cuenta con una boquilla de alta resistencia capaz de alcanzar los 550°C, una cámara calentada multimodal sellada capaz de alcanzar los 200°C y un área de construcción de 690 x 500 x 600 mm (ancho x fondo x alto) para imprimir piezas grandes.

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