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Essentium PA-CF

Referencia: ESS-PA-CF-BLACK-175-750

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Essentium es un fabricante de filamentos e impresoras 3D industriales con sede en Estados Unidos, Asia y Europa, que ha revolucionado el panorama de la impresión 3D y lo ha introducido en la Industria 4.0. Las soluciones que ofrece Essentium han ayudado a muchas empresas a crear prototipos y fabricar productos fiables a gran escala en sus propias instalaciones, de forma rápida y rentable. El catálogo de materiales de Essentium contiene más de 45 filamentos especializados e innovadores, en su mayoría polímeros y mezclas diseñadas para proporcionar resistencia, flexibilidad y alto rendimiento mecánico en las circunstancias industriales más exigentes.

Los filamentos de Essentium tienen numerosas aplicaciones en muchas disciplinas, como la aeroespacial y la defensa, la automoción, la biomedicina, los bienes de consumo y la fabricación electrónica. Essentium tiene actualmente más de 150 patentes pendientes.

Essentium’s PA CF

El filamento PA-CF de Essentium forma parte de la amplia cartera de materiales del fabricante. Este filamento está compuesto por un 89 % de nylon (poliamida), reforzado con un 10 % de fibra de carbono.

Parte impresa con Essentium PA CF

Imagen 1: Pieza impresa con Essentium PA CF. Fuente: Essentium.

El PA, comúnmente conocido como nailon, es un material económico y muy versátil que se utiliza ampliamente en la impresión 3D gracias a su durabilidad, flexibilidad, termoplasticidad y resistencia a la abrasión, la fricción, la corrosión y a los productos químicos. Aunque sus primeras aplicaciones fueron principalmente en la industria de bienes de consumo (cepillos de dientes, medias de mujer), el nailon encontró rápidamente otros usos más técnicos, por ejemplo en el ejército estadounidense para fabricar paracaídas, cuerdas, chalecos antibalas y forros para cascos.

Ahora el nailon se utiliza en la industria automovilística y aeroespacial, en la medicina y en el mundo del deporte. En la impresión 3D, se puede encontrar en forma de polvo (SLS y MJF), pellets y filamento (FDM).

El añadido de fibras de carbono

Los filamentos con aplicaciones técnicas suelen reforzarse con fibras de carbono o de vidrio para optimizar el filamento para la tarea que debe realizar. La adición de fibra de carbono (CF) hace que la pieza impresa sea más rígida, más estable dimensionalmente y un gran sustituto de las piezas metálicas debido a su reducido peso. Estas propiedades hacen que el plástico reforzado con CF sea perfecto para la industria del automóvil (alta resistencia a la tracción y módulo, y tolerancia a las altas temperaturas) y la industria aeroespacial (reducción del peso hasta un 50 % con conservación de la funcionalidad).

La tecnología multicapa de Essentium utilizada en sus filamentos enriquecidos con carbono

Imagen 2: Tecnología multicapa de Essentium utilizada en sus filamentos enriquecidos con carbono. Fuente: Essentium.

Este PA CF, formulado por BASF y fabricado por Essentium, combina lo mejor de dos mundos (nylon y fibra de carbono). Produce piezas fuertes, duraderas y resistentes a altas temperaturas y a los impactos. Está optimizado para absorber menos humedad que el nailon normal, lo que facilita la impresión. Además, las piezas impresas en 3D con este PA CF pueden soportar temperaturas de más de 150 ºC y empieza a deformarse a partir de los 178 ºC (HDT).

Prosthetic leg elements printed with the Essentium PA CF

Imagen 3: Elementos de prótesis de pierna impresos con Essentium PA CF. Fuente: Essentium.

Gracias a estas propiedades, este filamento se recomienda para la industria biomédica (dispositivos protésicos y ortopédicos), la fabricación de herramientas (útiles de mano, plantillas y accesorios que requieren resistencia y rigidez) o el prototipado rápido y la fundición en las industrias de bienes de consumo y de fabricación por encargo.

Información general
Material	PA
Formato	750 g
Densidad	1.1 - 1.6 g/cm³
Diámetro de filamento	1.75 / 2.85 mm
Tolerancia de filamento	- mm
Longitud filamento	(Ø 1.75 mm - 0.75 Kg) ± 222.7 m / (Ø 2.85 mm - 0.75 Kg) ± 84.0 m

Propiedades mecánicas
Resistencia al impacto Izod	(ISO 180/A) XY 48 / 45/45 38 / YX 19 / ZX 9.7 KJ/m²
Alargamiento a la rotura	- %
Resistencia a la tracción	(ISO 527-2) XY 55.9 / 45/45 29.1 / YX 21.5 / ZX 19.3 MPa
Módulo de tracción	(ISO 527-2) XY 2160 / 45/45 950 / YX 610 / ZX 480 MPa
Resistencia a la flexión	(ISO 178) XY 72.8 / 45/45 38.4 / YX 23.1 / ZX 22.3 MPa
Módulo de flexión	(ISO 178) XY 2390 / 45/45 1000 / YX 540 / ZX 560 MPa
Dureza superficial	-

Propiedades de impresión
Temperatura de impresión	265 - 300 ºC
Temperatura de base/cama	85 - 100 ºC
Temperatura de cámara	-
Ventilador de capa	0 - 50 %
Velocidad de impresión recomendada	30 - 60 mm/s

Propiedades térmicas
Temperatura de fusión	192 ºC
Temperatura de reblandecimiento	178 ºC

Propiedades específicas
Transparencia	✗
Resistencia química	✓

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

Este Essentium PA-CF es apto para impresoras 3D de entorno abierto e incluso sin cámara cerrada. Sin embargo, hay que tener en cuenta que algunos nylons de alta temperatura son propensos a la deformación causada por el cambio de temperatura entre el plástico extruido y la temperatura del ambiente. En caso de que se produzca el alabeo, puede reducirse manteniendo la temperatura ambiente a unos 45 ºC mediante el uso de una cama calefactada o una impresora con una cámara o recinto calefactado. Otra forma de resolver el problema del alabeo con el nailon sería desactivar la refrigeración del ventilador de capa o utilizar el skirt, brim o raft en el diseño.

Los filamentos reforzados con fibra de carbono tienden a desgastar la boquilla más que los filamentos básicos. Por eso es muy recomendable el uso de boquillas resistentes al desgaste (de al menos 0,25 mm de diámetro) para evitar la degradación de la boquilla y el deterioro de la calidad de impresión. Algunas buenas opciones son las boquillas de acero endurecido, la boquilla Olsson Ruby, la boquilla Vanadium o la boquilla de carburo de tungsteno.

Pueden producirse problemas de adherencia al imprimir con nylon. La adhesión de este filamento de PA es mejor que la del nylon normal debido a que contiene fibras de carbono. No obstante, se puede utilizar una barra adhesiva para asegurar una buena fijación de la impresión a la cama. Essentium dispone de varios adhesivos para superficies de impresión en su catálogo, entre ellos el adhesivo dedicado al nylon. El fabricante también recomienda utilizar una cama de vidrio y una solución de adhesión a la cama.

El nylon es un material altamente higroscópico. Aunque este filamento Essentium PA CF en particular está optimizado para absorber menos humedad, debe almacenarse adecuadamente para evitar que el filamento se humedezca. Debe almacenarse en un envase sellado al vacío hasta su uso o en un armario de secado, como el malettín de secado Fiber Three, disponible en la versión F3 Safe Light o F3 Safe Long Run.