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Essentium PEEK

Referencia: ESS-PEEK-NAT-175-750

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Essentium es un fabricante de productos de impresión 3D FDM orientado al sector profesional e industrial. Destaca frente a otros fabricantes de materiales por el desarrollo de filamentos con características muy específicas, ideales para aplicaciones exigentes en sectores como la automoción o el aeroespacial entre otros.

La fabricación de piezas impresas en 3D para aplicaciones exigentes requiere el uso de materiales con propiedades avanzadas, ya sea en el ámbito mecánico, térmico o de resistencia química. Para este tipo de aplicaciones de alto rendimiento, Essentium ha desarrollado una serie de filamentos de grado industrial que pertenecen a la familia PAEK.

Los materiales clasificados como PAEK son plásticos semicristalinos, mientras que otros polímeros empleados en impresión 3D FDM son amorfos. Esto lo define la microestructura del material y tiene relación directa con algunas propiedades del mismo. En el caso de los plásticos semicristalinos, suelen contar con una resistencia química superior a los amorfos debido a su estructura interna ordenada.

Vídeo 1: Guía de materiales de Essentium: Amorfos vs semicristalinos. Fuente: Essentium.

El filamento PEEK de Essentium es un material de impresión 3D FDM avanzado. Este filamento es el material de mayor rendimiento dentro de la cartera de productos de Essentium.

El PEEK (PolyEtherEtherKetone) es el plástico más cristalino dentro de la familia PAEK. Esto indica que tiene los mayores valores de resistencia mecánica de todos. El filamento PEEK también destaca por su alta resistencia química y alta temperatura de inflamabilidad. De hecho, este material es inherentemente retardante de llamas. Además, este material es prácticamente impermeable a la humedad.

Vídeo 2: Guía de materiales de Essentium: El PEEK. Fuente: Essentium.

El filamento PEEK se ha desarrollado por Essentium en colaboración con Lehmann & Voss and Company con el objetivo de alcanzar una fórmula de polieteretercetona optimizada para alcanzar los mejores resultados en impresión 3D. Su fórmula patentada cristaliza durante más tiempo y con menos tensiones residuales que otros filamentos PEEK estándar, consiguiendo una gran uniformidad y resultados de alta calidad en impresión 3D. Por ello, el filamento PEEK de Essentium es la mejor opción para aplicaciones con tolerancias estrictas, donde se desea la máxima unión entre capas o para imprimir piezas con geometrías donde la relación de aspecto es importante.

Gracias a sus avanzadas propiedades, este filamento es de gran utilidad en sectores como el biomédico (no implantable), el militar o el aeroespacial. En este último, destacan posibles aplicaciones como la fabricación de piezas de sustitución para componentes de aluminio de motores, cojinetes o válvulas, así como para crear conductos ligeros que aíslen y protejan cables de fibra óptica o sistemas eléctricos que circulan por el interior de los aviones.

Aplicaciones en el sector aeroespacial.

Imagen 1: Aplicaciones en el sector aeroespacial de Essentium PEEK. Fuente: Essentium.

A la hora de trabajar con PEEK y otros filamentos de la familia PAEK se debe tener en cuenta que son materiales que presentan altas dificultades durante el proceso de impresión 3D y que requieren el uso de equipos industriales con ciertas características.

Los requisitos mínimos que debe disponer una impresoras 3D FDM/FFF para utilizar estos materiales son: Temperatura de extrusor 370-400 ºC, temperatura de base superior a 150 ºC, cámara calefactada con una temperatura superior a 80 ºC. Estos valores son necesarios debido a la sensibilidad de deformación estructural en contacto con zonas de aire a distinta temperatura de estos materiales. Para más información acerca de las propiedades de este material o las recomendaciones de uso, se puede acceder a los aparados Consejos de uso o Especificaciones del producto.

Sin duda, el desarrollo de materiales para impresión 3D FDM como Essentium PEEK es un gran avance y permite a usuarios profesionales poder fabricar piezas de alto rendimiento para aplicaciones exigentes desde sus propias instalaciones, con los ahorros de tiempo y costes que esto supone.

Información general
Material	PEEK/PEKK
Formato	750 g
Densidad	1.31 g/cm³
Diámetro de filamento	1.75 mm
Tolerancia de filamento	- mm
Longitud filamento	± 238 m

Propiedades mecánicas
Alargamiento a la rotura	(ISO 37) XY 15 % / 45/45 9 %
Resistencia a la tracción	(ISO 37) XY 92 MPa / 45/45 82 MPa
Módulo de tracción	(ISO 37) XY 3250 MPa / 45/45 3000 MPa
Resistencia a la flexión	- MPa
Módulo de flexión	- MPa
Dureza superficial	-

Propiedades de impresión
Temperatura de impresión	230 - 250 ºC
Temperatura de base/cama	50 - 80 ºC
Temperatura de cámara	✗
Ventilador de capa	0 - 20 %
Velocidad de impresión recomendada	20 - 50 mm/s

Propiedades térmicas
Temperatura de reblandecimiento	250 ºC

Propiedades específicas
Transparencia	-
Clasificación de inflamabilidad	UL 94 V-0
Resistencia química	✓

Otras
HS Code	3916.9
Diámetro bobina (exterior)	- mm
Diámetro bobina (interior)	- mm
Ancho bobina	- mm

Para emplear el filamento PEEK se necesita una gran experiencia en el sector de la impresión 3D y una impresora 3D cualificada para ello. Se recomienda utilizar impresoras 3D industriales, que cumplen con todos los requisitos y están optimizadas para trabajar con este tipo de filamentos.

A la hora de procesar este material, se recomienda utilizar una temperatura de impresión de entre 380 y 440 ºC, una temperatura de cama de más de 100 ºC y se requiere cámara calefactada, a una temperatura de aproximadamente 140 ºC.

La velocidad de impresión recomendada oscila entre los 30 y los 50 mm/s, siendo recomendable utilizar una velocidad de impresión menor para la primera capa (entre 15 y 25 mm/s). No es necesario trabajar con ventilador de capa, aunque se puede utilizar hasta un 20 %.

Para asegurar una buena adhesión a la base de impresión y evitar el efecto warping, se recomienda utilizar Nano Polymer Adhesive.

Proceso de recocido

Para obtener las propiedades óptimas de la pieza, se recomienda llevar a cabo el siguiente proceso de recocido:

Secar las piezas a 120 ºC durante 2-4 horas.
Subir la temperatura a 200 ºC y mantener durante 1 hora.
Mantener a 200 ºC o calentar a 250 ºC y mantener la temperatura deseada durante 1 hora por cada milímetro de grosor de pared.
Enfriar lentamente la pieza hasta los 140 ºC a un ritmo de 10 ºC por hora.
Enfriar las piezas hasta alcanzar la temperatura ambiente antes de manipularlas.

Se debe tener en cuenta que el uso de temperaturas de recocido más altas dará lugar a niveles de cristalinidad más altos, con el consecuente aumento del rendimiento de la pieza a altas temperaturas, la mejora de su rigidez y su resistencia química. Sin embargo, puede afectar negativamente a la ductilidad y a la precisión dimensional de la pieza.