Essentium PCTG-Z ESD

Essentium est un fabricant américain d'imprimantes 3D industrielles et de filaments techniques, avec des filiales en Asie et en Europe. Les solutions d'impression 3D innovantes d'Essentium font entrer de nombreux fabricants dans l'industrie 4.0 en les aidant à prototyper et à fabriquer en interne, à augmenter la production avec une excellente qualité mais de manière rapide et économique. Le portefeuille de matériaux Essentium contient de nombreux filaments techniques haut de gamme, principalement des polymères et des mélanges conçus pour une résistance exceptionnelle, une flexibilité et des performances mécaniques élevées dans les conditions industrielles les plus difficiles. Les filaments Essentium ont de nombreuses applications dans de nombreuses disciplines, telles que l'aérospatiale et la défense, l'automobile, le biomédical, la fabrication à façon, les biens de consommation et la fabrication électronique.

Filament technique haut de gamme

Le filament PCTG Z appartient à la famille des matériaux ESD-safe d'Essentium. Il est composé de >99 % de copolyester et d'additifs. En plus de ses propriétés ESD-safe, l'Essentium PCTG Z est peu coûteux, facile à imprimer en 3D (même en plein air), à usiner et à post-traiter. De plus, il présente une excellente finition de surface, ne laisse pas de traces et est relativement peu affecté par l'humidité.

Le PCTG est un polymère technique d'entrée de gamme à haute performance, créé en soumettant le PET à une glycosylation. Au cours de ce processus, le glycol CHDM est ajouté au squelette du PET, remplaçant ses unités d'éthylène glycol par des unités CHDM de > 50 %. La dose supplémentaire de CHDM confère au PCTG unes propriétés mécaniques et un résistance chimique améliorées. Le PCTG est un copolyester semi-cristallin à cristallisation lente. Le taux de cristallisation lent signifie que les pièces imprimées en 3D avec un filament PCTG seront principalement à l'état amorphe au début. Il en résultera une clarté optique et une ténacité excellentes, mais au prix d'une température de déflexion thermique plus basse, d'une résistance à la traction plus faible, d'un module d'élasticité plus faible et d'une résistance chimique moindre.

Toutes ces propriétés peuvent être améliorées lorsque le PCTG amorphe est recuit pour le cristalliser à froid. Le recuit est un procédé couramment utilisé en science des matériaux, qui implique un traitement thermique visant à rendre un matériau plus facile à travailler. Dans le cas du PCTG, il s'agit de placer les impressions 3D dans un four à une température supérieure à la température de transition vitreuse pendant quelques heures afin d'améliorer les propriétés thermomécaniques du PCTG en augmentant sa cristallinité. La capacité de passer d'un état amorphe à un état semi-cristallin dans diverses conditions thermiques est unique au PCTG. Cela signifie que l'utilisateur peut choisir la méthode de traitement la plus appropriée pour obtenir un état amorphe ou semi-cristallin du PCTG, en fonction des propriétés souhaitées et de l'application de la pièce finale. Cela fait du PCTG un matériau extrêmement polyvalent. Le PCTG est principalement utilisé dans l'industrie biomédicale pour imprimer des dispositifs médicaux tels que des prothèses, ainsi que dans l'industrie manufacturière, pour fabriquer des gabarits et des montages.

Image 1 : Un rack de circuits imprimés avec Essentium PCTG Z. Source : Essentium.

Matériel sécurisé ESD

La décharge électrostatique (ESD) est un phénomène souvent observé dans la vie de tous les jours, lorsque de l'électricité statique ou un "coup" ou une "étincelle" d'électricité est produit au contact d'un objet mis à la terre, comme une poignée de porte ou une autre personne. Les événements ESD de ce type sont inoffensifs dans la vie quotidienne, mais très risqués et dommageables dans les opérations de fabrication impliquant des composants électroniques. Le filament Essentium PCTG Z, conçu pour aider à éliminer ce problème dans la production électronique de taille moyenne, agit comme un dissipateur de la décharge électrostatique et l'"évacue" en toute sécurité le long de la surface d'une pièce imprimée en 3D avec le filament PCTG Z. Les matériaux sécurisés contre les décharges électrostatiques sont également extrêmement utiles dans les industries présentant des atmosphères potentiellement explosives (usines pétrochimiques, mines de charbon, minoteries, zones avec des imprimantes 3D à base de poudre).

Habituellement, pour rendre un filament sûr du point de vue ESD, des revêtements antistatiques ou des charges conductrices (comme le noir de carbone et le graphite) sont ajoutés au filament. Les charges et les revêtements peuvent toutefois influencer négativement les performances du filament ou de la pièce imprimée en 3D, en la rendant friable et en la marquant (en laissant une marque noire), ou même contribuer à une défaillance latente dans l'électronique. La ligne de filaments Z est la façon dont Essentium élimine les risques produits par les filaments ESD standard contenant des charges. Au lieu de charges, les filaments de la ligne Z d'Essentium ont des nanomatériaux conducteurs en surface, de sorte que les performances mécaniques des pièces imprimées avec le PCTG Z ne sont pas compromises. En outre, le coût global du PCTG Z est considérablement réduit par rapport aux autres filaments ESD, car le pourcentage de carbone dans ce filament est très faible (environ 0,01 %). Les autres filaments ESD doivent normalement contenir 20 à 30 % de fibres de carbone pour atteindre le même niveau de résistivité de surface.

Vidéo 1 : L'Essentium PCTG Z comparé à d'autres filaments à sécurité ESD. Source : Essentium.

Toutes ces qualités font de l'Essentium PCTG Z un matériau très polyvalent, abordable et facile à utiliser, qualifié pour de nombreuses applications. Le fabricant le recommande pour l'industrie biomédicale et l'impression 3D de gabarits et de montages. Parmi les exemples d'utilisation de l'Essentium PCTG Z, citons les outils portatifs, les plateaux de pièces ESD, les montages généraux pour les composants électroniques, robotiques et d'automatisation, ainsi que les pièces destinées aux environnements antidéflagrants.