PEI CF Ultem 1010
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Filamento PEI CF Ultem 1010

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Il PEI CF (JNM 0803) è considerato un termoplastico avanzato dell'ingegneria che ha legami eteri e gruppi imide nella sua catena di polimeri mescolati con fibra di carbonio. La fibra di carbonio è un materiale pseudo-amorfo che offre al PEI un punto di fusione più basso, una cristallizzazione più lenta e mantiene alta la temperatura di cristallizzazione (Tg= 180ºC). Questa unione potenzia anche la stabilità strutturale, migliorando le proprietà meccaniche e di stampa. Per questo motivo il PEI CF si è guadagnato un posto tra i due materiali più potenti e facili da utilizzare nella stampa 3D FDM/FFF. Inoltre, questo materiale concorre a livello generale con i termoplastici più utilizzati nell'industria dell'ingegneria (polisulfoni, polifenileni solforati e policetoni).

Approfittando della grande esperienza e dei molti anni di ricerca, il grande produttore francese Nanovia ha ottenuto il PEI CF JNM 0803. Il JMN 0803 si comporta in modo stabile in tutti i contesti, consentendone l'utilizzo in una stampante 3D FDM. Di seguito è mostrata la struttura molecolare del JNM 0803.

JNM 0803

Immagine 1: PEI CF JNM 0803. Fonte: Nanovia

Il filamento PEI CF Ultem 1010 presenta tutte le qualità che un materiale avanzato richiede. La resistenza termica è una delle più alte sul mercato, avendo una temperatura di rammollimento Vicat (A50) superiore a 215ºC e una temperatura massima di lavoro costante con una pressione di 0,45 MPa di oltre 200ºC. Il principale vantaggio, rispetto ad altri materiali (NylonStrong), è che a queste temperature le proprietà meccaniche cambiano appena. Ciò è dovuto alla sua grande stabilità dimensionale, migliorata grazie alla fibra di carbonio, che mantiene la forma strutturale anche alzando la temperatura, qualcosa impensabile con la maggior parte dei materiali presenti nella stampa 3D FDM/FFF. Queste qualità sono utilizzate per realizzare stampi per iniezione a ciclo breve, stampi per laminazione di fibra di carbonio e altri tipi di stampi che sono sottoposti a valori elevati di pressione e temperatura (Autoclave). Tra questi stampi ad alta resistenza ci sono quelli utilizzati per il processo di vulcanizzazione delle materie plastiche, come la gomma. Grazie al PEI CF Ultem 1010 è possibile realizzare stampi in modo più veloce, semplice e economico rispetto agli attuali stampi in acciaio.

Un'altra caratteristica degna di nota è la resistenza chimica che questo materiale ha a una lunga lista di fluidi: idrocarburi alogeni (benzene), fluidi automobilistici (liquido refrigerante), alcol e soluzioni acquose (acqua di mare). Questa caratteristica, insieme alla sua bassa densità (1,26 g/cm3) e alla sua natura ignifuga, fa sì che il PEI CF Ultem 1010 sia un materiale molto comune per realizzare parti finali di motori nel settore dell'aeronautica e automobilistico attraverso cui passano liquidi, oli e gas.

Applicazione nei motori a combustione

Immagine 2: Applicazione nei motori a combustione. Fonte: Nanovia

Un altro aspetto molto importante nella fabbricazione di pezzi per l'ingegneria è che non interferiscano né producano deviazioni di corrente elettrica. Il PEI CF Ultem 1010 presenta una grande stabilità dielettrica (resistenza a diventare conduttivo di un materiale isolante dall'elettricità) consentendo la produzione di pezzi isolanti per circuiti elettronici o gusci per prese elettriche. In particolare, l'applicazione di questo materiale nei circuiti elettronici è ideale per garantire il funzionamento, poiché il PEI CF Ultem 1010 è un materiale con una grande capacità di dissipazione del calore e della frequenza.

Nella sezione delle proprietà meccaniche il PEI CF Ultem 1010 si distingue per aver raggruppato alti valori di resistenza in tutti i campi. Il Modulo di Young (Modulo di trazione) del PEI CF Ultem 1010 (4685 MPa) è superiore a quello dei materiali tecnici della stampa 3D di oltre il 45 %; Nylon-Fibra di Carbonio CF15 (500 MPa), PC-Max (2048 MPa), Nylon PolyMide COPA (2223 MPa). Il Modulo di Flessione del PEI CF Ultem 1010 è di 4950 MPa, superando con grande chiarezza tutti i materiali convenzionali e tecnici della stampa 3D; Nylon PolyMide COPA (1667 MPa), ABS Premium (2000 MPa), PC-Max (2044 MPa). Le altre proprietà meccaniche possono essere consultate nella scheda tecnica del PEI CF Ultem 1010 disponibile nella sezione download.

Informazioni generali

Materiale PEI
Formato 50 g / 500 g
Densità (ISO 1183) 1.26 g/cm³
Diametro del filamento 1.75 / 2.85 mm
Tolleranza del filamento ± 0.05 mm
Lunghezza filamento (Ø 1.75 mm - 0.5 Kg) ± 165 m / (Ø 2.85 mm - 0.5 Kg) ± 62

Proprietà di stampa

Temperatura di stampa 390 ºC
Temperatura della base/letto 120 ºC
Temperatura della camera 80 ºC
Ventaglio di strati
Velocità di stampa consigliata 30 - 50 mm/s
Ugello consigliato Min. 0.5 mm

Proprietà meccaniche

Allungamento a rottura (ISO 527) 3.5 %
Resistenza alla trazione - MPa
Modulo di trazione (ISO 527) 4685 MPa
Resistenza alla flessione - MPa
Modulo di flessione (ISO 178) 4950 MPa
Durezza superficiale -

Proprietà termiche

Temperatura di fusione 370 ºC
Temperatura di ammorbidimento (ISO 306) 215 ºC

Proprietà specifiche

Trasparenza -
Classificazione di infiammabilità UL 94 V-0 @ 3 mm
Resistenza chimica

Altre

HS Code 3916.9
Diametro bobina (esterno) 200 mm
Diametro bobina (interno) 52 mm
Larghezza bobina 55 mm

Per utilizzare il PEI CF Ultem 1010 è necessaria una grande esperienza nel settore della stampa 3D e una stampante 3D qualificata, poiché sono necessarie una temperatura di estrusione di 390ºC, una temperatura della base superiore a 120ºC e una temperatura della camera di 80ºC. Per questo motivo si consiglia di utilizzare stampanti 3D industriali come la 3NTR A2 o la 3NTR A4 che soddisfano tutti i requisiti. Per garantire un buon adesione alla base di stampa si consiglia di utilizzare un foglio di PEI per evitare l'effetto warping.

Post-produzione:

Durante la stampa dei pezzi desiderati con PEI CF Ultem 1010 si generano tensioni interne, come in qualsiasi tipo di plastica, che possono trasformarsi in rotture o deformazioni indesiderate. Eliminare queste tensioni è molto semplice e richiede solo un forno ad aria calda e seguire i seguenti 5 passaggi:

  1. Mettere le parti nel forno a temperatura ambiente (20ºC).
  2. Riscaldare il forno a 150ºC per 1 ora.
  3. Dopo 1 ora, portare la temperatura a 200ºC e lasciarla per un'altra ora.
  4. Ridurre nuovamente la temperatura a 150ºC per 30 minuti.
  5. Dopo i 30 minuti, spegnere il forno e lasciare raffreddare le parti all'interno del forno fino a temperatura ambiente.

Questo processo deve essere eseguito da personale qualificato.

Proprietà in primo piano

Temperatura di stampa
390 ºC
Diametro del filamento
1.75 / 2.85 mm
Densità
1,26 g/cm³

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