Essentium HTN-Z nylon de alta temperatura ESD

Essentium es una empresa estadounidense con oficinas en Asia y Europa. Están especializados en impresoras 3D industriales y filamentos técnicos. Sus innovadoras soluciones de materiales están ayudando a muchas empresas a entrar en la industria 4.0, no solo creando prototipos, sino también fabricando a gran escala en sus propias empresas con calidad y de forma rápida y asequible. El catálogo de Essentium contiene numerosos filamentos técnicos de vanguardia, en su mayoría polímeros y mezclas diseñadas para una resistencia excepcional, flexibilidad y alto rendimiento mecánico en entornos industriales difíciles. Los filamentos Essentium se utilizan para muchos fines avanzados en numerosas disciplinas, por ejemplo, en la industria aeroespacial y de defensa, la automoción, la biomedicina, la fabricación por contrato, los bienes de consumo y la fabricación electrónica.

Filamentos técnicos para usos específicos

El filamento HTN Z (nylon de alta temperatura) de Essentium forma parte de la amplia cartera de materiales del fabricante y pertenece a la familia del nylon (PA) de alta temperatura, así como a la categoría de materiales ESD Safe, denominados como Z. Este filamento está compuesto por > 90 % de copolímero de poliamida y MWCNT - nanotubos de carbono de pared múltiple.

Vídeo 1: Una demostración de las características de seguridad de la HTN Z ESD. Fuente: Essentium.

El nylon (copolímero de poliamida), es un polímero sintético semicristalino creado en el proceso de unión de monómeros alternativos de diamina y ácido dicarboxílico. La primera aplicación comercial del nylon fue la fabricación de cerdas para cepillos de dientes y medias de mujer en los años 30. Durante la Segunda Guerra Mundial, el nylon se utilizó para fabricar paracaídas, cuerdas, chalecos antibalas y cascos para el ejército estadounidense. Hoy en día, los polímeros de nailon tienen aún más aplicaciones comerciales, por ejemplo en la industria de los tejidos y las fibras, el moldeo de inyección en la industria del automóvil o la fabricación de productos electrónicos y envases alimentarios. El nylon se utiliza habitualmente en la impresión 3D (como polvo en SLS y MJF, o como pellets y filamento en FDM) debido a sus cualidades de durabilidad, flexibilidad, resistencia a la abrasión, la fricción, la corrosión y los productos químicos. El nylon es un termoplástico extremadamente versátil y se utiliza a menudo como base para la composición de filamentos especializados con diversas propiedades técnicas.

Filamento de alta temperatura

Las propiedades térmicas y mecánicas de HTN Z han sido mejoradas significativamente en comparación con los filamentos de nailon estándar para garantizar un alto rendimiento y una tolerancia a las altas temperaturas. HTN Z tiene una temperatura de deflexión térmica más alta que los nylons normales, es más duro y fuerte, y más resistente al desgaste. También se ha mejorado su resistencia a los productos químicos y a los disolventes.

Además, el Essentium HTN Z se caracteriza por una lenta absorción de la humedad, lo que facilita la impresión y reduce el riesgo de warping. El fabricante lo describe como un sustituto directo del Acetal, también un plástico de ingeniería muy fuerte y resistente a altas temperaturas.

Material seguro ESD

La ESD (descarga electrostática) es un fenómeno que se experimenta a menudo en la vida cotidiana en la estática del cabello o cuando se libera una "patada" o "chispa" de electricidad al tocar un objeto conectado a tierra, por ejemplo, el pomo de una puerta o incluso otra persona. Las descargas electrostáticas de este tipo son inofensivas, a menos que se produzcan en la planta de fabricación de las industrias en las que se manipulan componentes electrónicos. El filamento Essentium HTN Z es la solución a ese problema. Está destinado a la producción de productos electrónicos de media intensidad. Actúa como disipador de la ESD y deja que la descarga dañina "evacúe" de forma segura en la superficie de una pieza impresa en 3D con el filamento HTN Z. Los materiales seguros para ESD también son muy útiles en entornos con atmósferas potencialmente explosivas (plantas petroquímicas, minas de carbón, molinos de harina, zonas con impresoras 3D de polvo).

Imagen 1: Un bastidor de placas de circuito, una bandeja de montaje y una caja de componentes (de izquierda a derecha) impresos con la Essentium HTN Z. Fuente: Essentium.

Normalmente, para que un filamento sea seguro para ESD, se añaden al material revestimientos antiestáticos o rellenos conductores. Los rellenos más comunes son el negro de humo y el grafito. Sin embargo, pueden tener un impacto negativo en el rendimiento del filamento o de la pieza impresa en 3D, haciéndola frágil, haciendo que deje una marca negra como la de un lápiz, o incluso provocando un fallo latente en la electrónica. La línea de filamentos Z es la forma que tiene Essentium de superar esas inhibiciones producidas por los filamentos ESD estándar que contienen rellenos. En su lugar, se utilizan nanomateriales conductores en la superficie del filamento, por lo que el rendimiento mecánico de las piezas impresas con HTN Z no se ve comprometido. Dado que el porcentaje de carbono en este filamento (en torno al 0,01 %) es muy bajo en comparación con otros filamentos ESD, que normalmente necesitan contener entre un 20 y un 30 % de fibra de carbono para tener suficiente resistividad superficial, el coste global de HTN Z es mucho menor que el de los filamentos ESD estándar.

Gracias a estas propiedades, el Essentium HTN Z puede utilizarse para imprimir en 3D plantillas y accesorios para la fabricación de dispositivos electrónicos (bastidores de placas de circuitos, bandejas de montaje, cajas de componentes). La ventaja añadida es que, al tratarse de un nylon de alta temperatura, el HTN Z puede utilizarse con seguridad en entornos de alta temperatura, por ejemplo en la soldadura por ola o en hornos de reflujo, y no se fundirá ni degradará fácilmente. HTN Z también puede utilizarse para imprimir en 3D componentes que manejen polvos y pellets (tienden a adherirse a los objetos cargados) o para fabricar equipos industriales para espacios con atmósferas combustibles o explosivas.