Essentium PCTG-Z ESD

Essentium es un fabricante estadounidense de impresoras 3D industriales y filamentos técnicos con sucursales en Asia y Europa. Las innovadoras soluciones de impresión 3D de Essentium están introduciendo a muchas empresas en la Industria 4.0 al ayudarles en la fabricación de prototipos y en sus propias instalaciones, aumentando la producción con una calidad excelente pero de forma rápida y económica. La cartera de materiales de Essentium contiene numerosos filamentos técnicos de alta gama, en su mayoría polímeros y mezclas diseñadas para una resistencia excepcional, flexibilidad y alto rendimiento mecánico en las condiciones industriales más exigentes. Los filamentos Essentium tienen muchas aplicaciones en numerosos sectores, como el aeroespacial y la defensa, la automoción, la biomedicina, la fabricación por encargo, los bienes de consumo y la fabricación electrónica.

Filamento técnico de alta gama

El filamento PCTG Z pertenece a la familia de materiales ESD de Essentium. Se compone de >99 % de copoliéster y aditivos. Además de sus propiedades ESD-safe, el PCTG Z de Essentium es de bajo coste y fácil de imprimir en 3D (incluso en impresoras 3D FDM abiertas), de mecanizar y de post-procesar. Además, tiene un excelente acabado superficial, no deja marcas y casi no se ve afectado por la humedad.

El PCTG es un polímero de ingeniería de alto rendimiento que se crea sometiendo al PET a una glicosilación. En este proceso, el glicol CHDM se añade al PET, sustituyendo sus unidades de etilenglicol por unidades de CHDM en > 50 %. La dosis extra de CHDM confiere al PCTG unas propiedades mecánicas mejoradas y una mejor resistencia química. El PCTG es un copoliéster semicristalino de cristalización lenta. La lenta tasa de cristalización significa que las piezas impresas en 3D con un filamento de PCTG estarán en su mayoría en estado amorfo al principio. Esto dará lugar a una excelente claridad óptica y dureza, pero a costa de una menor temperatura de deflexión térmica, una menor resistencia a la tracción, un menor módulo elástico y una menor resistencia química.

Todas estas propiedades pueden mejorarse cuando el PCTG amorfo se recuece para cristalizarlo en frío. El recocido es un proceso muy utilizado en la ciencia de los materiales, y consiste en un tratamiento térmico destinado a hacer que un material sea más manejable. En el caso del PCTG, significaría poner las impresiones 3D en un horno a una temperatura superior a la de transición vítrea durante unas horas para mejorar las propiedades termomecánicas del PCTG aumentando su cristalinidad. La capacidad de cambiar de un estado amorfo a uno semicristalino en diversas condiciones térmicas es exclusiva del PCTG. Esto significa que el usuario puede elegir el método de procesamiento más adecuado para obtener un estado amorfo o semicristalino del PCTG, en función de las propiedades deseadas y la aplicación de la pieza final. Esto hace del PCTG un material extremadamente versátil. El PCTG se utiliza sobre todo en la industria biomédica para imprimir dispositivos médicos como prótesis, así como en la fabricación, para hacer plantillas y accesorios.

Imagen 1: Una bandeja para placas de circuito impresa en 3D con Essentium PCTG Z. Fuente: Essentium.

Material ESD seguro

La descarga electrostática (ESD) es un fenómeno que se observa a menudo en la vida cotidiana en la estática del cabello o cuando se produce una "chispa" de electricidad al tocar un objeto conectado a tierra, como el pomo de una puerta u otra persona. Este tipo de eventos ESD son inofensivos en la vida cotidiana, pero muy arriesgados y perjudiciales en los procesos de fabricación de componentes electrónicos. El filamento PCTG Z de Essentium, diseñado para ayudar a eliminar ese problema en la producción de componentes electrónicos de uso medio, actúa como disipador de la descarga electrostática y la "evacúa" de forma segura a lo largo de la superficie de una pieza impresa en 3D con el filamento PCTG Z. Los materiales seguros para ESD también son extremadamente útiles en industrias con atmósferas potencialmente explosivas (plantas petroquímicas, minas de carbón, molinos de harina, áreas con impresoras 3D basadas en polvo).

Normalmente, para hacer que un filamento sea seguro para la ESD, se añaden al filamento revestimientos antiestáticos o rellenos conductores (como el negro de carbón y el grafito). Sin embargo, las cargas y los revestimientos pueden influir negativamente en el rendimiento del filamento o de la pieza impresa en 3D, haciendo que se desmorone, que deje una marca negra, o incluso que contribuya a un fallo latente en la electrónica. La línea de filamentos Z es la forma que tiene Essentium de eliminar los riesgos producidos por los filamentos ESD estándar que contienen rellenos. En lugar de rellenos, los filamentos de la línea Z de Essentium tienen nanomateriales conductores en la superficie, por lo que el rendimiento mecánico de las piezas impresas con PCTG Z no se ve afectado. Además, el coste global del PCTG Z se reduce considerablemente en comparación con otros filamentos ESD, ya que el porcentaje de carbono en este filamento es muy bajo (alrededor del 0,01 %). Otros filamentos ESD normalmente necesitan contener un 20-30 % de fibra de carbono para alcanzar el mismo nivel de resistividad superficial.

Vídeo 1: El Essentium PCTG Z comparado con otros filamentos seguros para ESD. Fuente: Essentium.

Todas estas cualidades hacen del Essentium PCTG Z un material muy versátil, asequible y fácil de usar, apto para muchas aplicaciones. El fabricante lo recomienda para la industria biomédica y la impresión 3D de plantillas y accesorios. Algunos ejemplos de uso del Essentium PCTG Z serían las herramientas manuales, las bandejas de piezas ESD, los accesorios de montaje generales para componentes electrónicos, robóticos y de automatización, así como las piezas para entornos a prueba de explosiones.