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  • PEKK con Fibra de Carbono

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    7 artículos

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    Material avanzado con fibra de carbono, resistente mecánicamente, resistente a elementos químicos e ignífugo.

    El PEKK CF (PolyEtherKetoneKetone) (JNM 2712) se considera un polímero avanzado de la ingeniería, que pertenece a la familia de los PAEK, mezclado con fibra de carbono . La fibra de carbono es un material pseudo-amorfo que le ofrece al PEKK CF un punto de fusión más bajo, cristalización más lenta y mantiene la temperatura de cristalización alta (Tg=160º). Esta unión también potencia la estabilidad estructural, mejorando las propiedades mecánicas y de impresión. Por esto el PEKK CF se ha ganado un puesto entre uno de los dos materiales más potentes y fácil de utilizar dentro de impresión 3D FDM/FFF. Además, este material compite a nivel general con los termoplásticos más utilizados en la industria de la ingeniería (polisulfonas, sulfuros de polifenileno y policetonas).

    Apoyándose en la gran experiencia y en sus muchos años de investigación, el gran fabricante francés Nanovia ha obtenido el PEKK CF JNM 2712. El JMN 2712 se comporta de manera estable en todos los ámbitos lo que permite su utilización en una impresora 3D FDM. A continuación se observa la estructura molecular del JNM 2712.

    JNM 2712

    Imagen 1: PEKK CF JNM 2712. Fuente: Nanovia

    El filamento PEKK CF presenta todas las cualidades que un material avanzado requiere. Es material ofrece una temperatura de funcionamiento alta y una temperatura máxima de trabajo constante con una presión de 1.8 MPa de más de 139ºC. La principal ventaja, con respecto a otros materiales (NylonStrong), es que a estas temperaturas las propiedades mecánicas casi no varían. Esto es debido a que su gran estabilidad dimensional, mejorada gracias a la fibra de carbono, mantiene la forma estructural incluso al elevar la temperatura, algo impensable con la mayoría de materiales existentes en la impresión 3D FDM/FFF. Estas cualidades son utilizadas para realizar herramientas de moldeo por inyección de ciclo corto, herramientas de laminado de fibra de carbono y otro tipo de moldes que están sometidos a elevados valores de presión y temperatura (Autoclave). Dentro de este tipo de moldes de alta resistencia  están los utilizados para el proceso de vulcanización de plásticos, como el caucho. Gracias al PEEK CF se pueden realizar moldes de manera más rápida, sencilla y barata que los actuales moldes de acero.

    La principal ventaja de este material con respecto a otros de la misma familia es que la resistencia química. Los valores de resistencia a elementos químicos son superiores incluso a los del PEI y PEI CF. El PEKK CF es resistente a una gran lista de fluidos: hidrocarburos halógenos (benceno), fluidos de la automoción (líquido refrigerante), alcohol y soluciones acuosas (agua del mar). Esta cualidad junto a su baja densidad (1.27 g/cm3) y a ser un material ignífugo, hace que el PEKK CF sea un material muy común para realizar piezas finales de partes de motores en el campo de la aeronáutica y la automoción por las que transcurren líquidos, aceites y gases.

    Aplicación de la ingeniería

    Imagen 1: Aplicación de la ingeniería. Fuente: Nanovia

    Algo muy importante a la hora de fabricar piezas para la ingeniería es que no interfiera ni produzca derivaciones de corrientes eléctricas. El PEKK con fibra de carbono presenta una gran estabilidad dieléctrica (resistencia a transformarse en conductivo un material aislante de la electricidad) pudiendo fabricar piezas aislantes para circuitos electrónicos o carcasas para tomas de corriente eléctrica. En particular, la aplicación de este material en circuitos electrónicos es ideal para asegurar el funcionamiento, ya que el PEKK CF es un material con una gran capacidad de disipación del calor y de la frecuencia.

    En el apartado de propiedades mecánicas el PEKK CF destaca al reunir altos valores de resistencia en todos los campos. El Módulo de Young (Módulo de tracción) del PEKK CF (2900 MPa) es superior al de los materiales técnicos de la impresión 3D en más de un 30%; Nylon-Fibra de Carbono CF15 (500 MPa), PC-Max (2048 MPa), Nylon PolyMide COPA (2223 MPa). El Módulo de Flexión del PEKK CF es de 3000 MPa, superando de nuevo a todos los materiales convencionales y técnicos de la impresión 3D; Nylon PolyMide COPA (1667 MPa), ABS Premium (2000 MPa), PC-Max (2044 MPa). En caso de necesitar un material con mayores valores de resistencia mecánica se recomienda utilizar PEI, PEI CF, GF30-PP o GF30-PA6.

    Para emplear el PEKK CF se necesita una gran experiencia en el sector de la impresión 3D y una impresora 3D cualificada para ello, ya que se requiere de una temperatura de extrusión de 395ºC, una temperatura de base de 165ºC y una temperatura de cámara de 80ºC, por eso se recomienda utilizar impresoras 3D industriales como la 3NTR A2 o la 3NTR A4 que cumplen con todos los requisitos. Para asegurar una buena adhesión a la base de impresión se recomienda utilizar una lámina de PEI y así evitar el efecto warping.

    Post-procesado:

    Durante la impresión de las piezas deseadas con PEKK CF se generan tensiones internas, igual que en cualquier tipo de plástico, que se pueden transformar en roturas o deformaciones indeseadas. Eliminar estas tensiones es muy sencillo y sólo se necesita un horno de aire caliente y seguir los siguiente 5 pasos:

    1º- Colocar las piezas en el horno a temperatura ambiente (20ºC).

    2º- Calentar el horno a 150ºC durante 1 hora.

    3º- Una vez pasada 1 hora, subir la temperatura a 200ºC y dejar transcurrir una hora más.

    4º- Bajar de nuevo la temperatura a 150ºC durante 30 minutos.

    5º- Una vez pasados los 30 minutos se apaga el horno y se deja enfriar hasta temperatura ambiente las piezas dentro del horno.

    Este proceso debe ser realizado por personal cualificado.

    • Tipo de plástico: PEKK CF
    • Lugar de fabricación: Europa (Francia) por Nanovia
    • Diámetro: 1,75mm o 2,85mm
    • Tolerancia (máxima) de diámetro: ±0,05mm
    • Temperatura de impresión recomendada: 395ºC
    • Velocidad de impresión recomendada: 20-40 mm/s
    • Temperatura cama base impresión: 165ºC
    • Temperatura de la cámara recomendada: 80ºC
    • Diámetro de nozzle recomendado: >0.5mm
    • Temperatura de deflexión bajo carga: 139ºC
    • Temperatura de reblandecimiento (Tg): 160ºC
    • Formato: Bobina de 500gr
    • Densidad (ASTM D792): 1,27 g/cm3
    • Alargamiento a la rotura  (ASTM D638): >80%
    • Módulo de tracción (ASTM D638): 3850 MPa
    • Módulo de flexión (ASTM D790): 4747 MPa
    • Impacto IZOD (ASTM D256): 5.5 KJ/m2
    • Diámetro bobina: 200mm
    • Ancho bobina: 45mm
    • Diámetro agujero interior: 52mm
    • Peso para envío: 1 Kg 
    • HS Code: 3916.9

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