Essentium HTN-Z nylon ad alta temperatura ESD

Essentium è un'azienda statunitense con uffici in Asia e Europa. Sono specializzati in stampanti 3D industriali e filamenti tecnici. Le loro innovative soluzioni di materiali stanno aiutando molte aziende a entrare nell'industria 4.0, non solo creando prototipi, ma anche producendo su larga scala all'interno delle proprie aziende con qualità e in modo rapido ed economico. Il catalogo di Essentium comprende numerosi filamenti tecnici all'avanguardia, principalmente polimeri e mischiatrici progettate per una resistenza eccezionale, flessibilità e alte prestazioni meccaniche in ambienti industriali difficili. I filamenti Essentium vengono utilizzati per molti scopi avanzati in numerose discipline, ad esempio nell'industria aerospaziale e della difesa, nell'automotive, nella biomedicina, nella produzione conto terzi, nei beni di consumo e nell'elettronica.

Filamenti tecnici per utilizzi specifici

Il filamento HTN Z (nylon ad alta temperatura) di Essentium fa parte dell'ampia gamma di materiali del produttore e appartiene alla famiglia del nylon (PA) ad alta temperatura, nonché alla categoria di materiali ESD Safe, chiamati come Z. Questo filamento è composto per più del 90% da copolimero di poliammide e MWCNT - nanotubi di carbonio a parete multipla.

Video 1: Una dimostrazione delle caratteristiche di sicurezza dell'HTN Z ESD. Fonte: Essentium.

Il nylon (copolimero di poliammide), è un polimero sintetico semicristallino creato nel processo di unione di monomeri alternativi di diammina e acido dicarbossilico. La prima applicazione commerciale del nylon è stata la produzione di setole per spazzolini da denti e calze da donna negli anni '30. Durante la Seconda Guerra Mondiale, il nylon è stato utilizzato per la produzione di paracadute, corde, giubbotti antiproiettile e caschi per l'esercito statunitense. Attualmente, i polimeri di nylon hanno ancora più applicazioni commerciali, ad esempio nell'industria dei tessuti e delle fibre, nella molding per iniezione nell'industria automobilistica o nella produzione di prodotti elettronici e confezioni alimentari. Il nylon è comunemente utilizzato nella stampa 3D (come polvere in SLS e MJF, o come granuli e filamento in FDM) grazie alle sue qualità di durabilità, flessibilità, resistenza all'abrasione, alla frictione, alla corrosione e ai prodotti chimici. Il nylon è un termoplastico estremamente versatile e viene spesso utilizzato come base per la composizione di filamenti specializzati con diverse proprietà tecniche.

Filamento ad alta temperatura

Le proprietà termiche e meccaniche dell'HTN Z sono state notevolmente migliorate rispetto ai filamenti di nylon standard per garantire alte prestazioni e tolleranza alle alte temperature. L'HTN Z ha una temperatura di deflessione termica superiore ai nylon normali, è più duro e più resistente, e la sua resistenza all'usura è stata potenziata. È stata anche migliorata la sua resistenza ai prodotti chimici e ai solventi.

Inoltre, l'Essentium HTN Z si caratterizza per un'assorbimento lento dell'umidità, che semplifica la stampa e riduce il rischio di warping. Il produttore lo descrive come un sostituto diretto dell'Acetal, anch'esso un plastica ingegneristica molto resistente e robusta alle alte temperature.

Materiale sicuro ESD

La ESD (scharico elettrostatica) è un fenomeno che si sperimenta spesso nella vita quotidiana, come la staticità dei capelli o quando si produce una "scarica" o "scintilla" di elettricità toccando un oggetto connesso a terra, come la maniglia di una porta o anche un'altra persona. Queste scariche elettrostatiche sono innocue, a meno che si verifichino nell'ambiente di produzione di industrie che manipolano componenti elettronici. Il filamento Essentium HTN Z offre una soluzione a questo problema. È progettato per la produzione di prodotti elettronici di media intensità. Funziona come dissipatore dell'ESD, consentendo alla scarica dannosa di "evacuare" in modo sicuro sulla superficie di una parte stampata in 3D con il filamento HTN Z. I materiali sicuri per l'ESD sono anche molto utili in ambienti con atmosfere potenzialmente esplosive (come le raffinerie petrolifere, le miniere di carbone, i mulini per la farina o aree con stampanti 3D di polvere).

Immagine 1: Un portaplaqué, un vassoio di montaggio e un involucro di componenti (da sinistra a destra) stampati con Essentium HTN Z. Fonte: Essentium.

Normalmente, per rendere un filamento sicuro per l'ESD, vengono aggiunti rivestimenti antistatici o riempitivi conduttivi. I riempitivi più comuni sono il nero di carbonio e il grafite. Tuttavia, possono avere un impatto negativo sulle prestazioni del filamento o della parte stampata in 3D, rendendola fragile, lasciando segni neri simili a una matita o addirittura causando un guasto latente nell'elettronica. La linea di filamenti Z è il modo in cui Essentium supera queste limitazioni dei filamenti ESD standard che contengono riempitivi. Invece, nanomateriali conduttori sono utilizzati sulla superficie del filamento, quindi le prestazioni meccaniche delle parti stampate con HTN Z non sono compromesse. Poiché la percentuale di carbonio in questo filamento (circa lo 0,01 %) è molto bassa rispetto ad altri filamenti ESD, che di solito devono contenere tra il 20 e il 30 % di fibra di carbonio per avere una resistività superficiale sufficiente, il costo totale di HTN Z è molto inferiore rispetto ai filamenti ESD standard.

Grazie a queste proprietà, Essentium HTN Z può essere utilizzato per stampare in 3D modelli e accessori per la produzione di dispositivi elettronici (portaplaqué, vassoi di montaggio, contenitori di componenti). Il vantaggio aggiunto è che, essendo un nylon ad alta temperatura, l'HTN Z può essere utilizzato in sicurezza in ambienti ad alta temperatura, ad esempio nella saldatura a onda o nei forni di rifusione, e non si fonderà o degraderà facilmente. HTN Z può anche essere utilizzato per stampare in 3D componenti che manipolano polveri e granuli (che tendono ad aderire agli oggetti caricati) o per fabbricare apparecchiature industriali per spazi con atmosfere infiammabili o esplosive.