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Zetamix Epsilon (Ɛ)

Ref.: ZETAMIX-22-EPSILON-175-500

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Nanoe é uma empresa francesa especializada no desenvolvimento e a produção de materiais inovadores de alto rendimento. São mais conhecidos pela sua linha Zetamix de filamentos acessíveis de cerâmica e metal lançada em 2018. Um dos materiais oferecidos dentro da linha Zetamix é o filamento Zetamix Epsilon, um material dielétrico para aplicações de radiofrequência (RF), principalmente nas categorias de 300 MHz a 30 GHz (televisão VHF/UHF, rádio FM, telemóveis, GPS, Wi-fi, 4G e comunicações por satélite).

Vídeo 1: Webinar de apresentação do filamento Zetamix Epsilon. Fonte: Nanoe.

Os materiais dielétricos são isolantes elétricos, o que significa que não podem conduzir a corrente elétrica e são mais bem disipativos (tangente de perda). O principal objetivo dos materiais dielétricos é reduzir ou desviar as ondas electromagnéticas do seu curso inicial e quanto maior seja a permitividad, mais desviar-se-á o curso da onda. O filamento Epsilon apresenta-se em quatro variantes de permitividad dielétrica: 2.2, 4.5, 7.5 e 10, e está composto por um aglutinante a base de poliolefina e pó fino de óxido de titanio (TiO₂), cuja proporção depende da variante do filamento. Além disso, a permitividad da peça impressa em 3D pode ajustar-se mediante variações nas proporções de recheado e extrusão.

As diferentes superfícies de RF impressas em 3D com o filamento Epsilon

Imagem 1: As diferentes superfícies de RF impressas em 3D com o filamento Epsilon. Fonte: Nanoe.

Além das suas propriedades dielétricas, o filamento Zetamix Epsilon caracteriza-se pelas suas baixas perdas dielétricas, a sua alta resistência ao calor (suporta até 115 ºC HDT) e a sua facilidade de uso. Isto se deve principalmente ao facto de que, a diferença de outros filamentos de Zetamix, o filamento Epsilon não requer nenhum processamento posterior. Isto significa que as peças impressas em 3D com ele podem se utilizar imediatamente após ser impressas, sem necessidade de debinding ou sinterizado, e que podem se imprimir estruturas maiores e complexas, algo que outros materiais cerâmicos que requerem D&S não permitem devido às restrições de tamanho impostas pela equipa de após processado. Isto faz com que o filamento Epsilon seja extremamente acessível para todo o tipo de utentes, especialmente os interessados na impressão 3D de objetos de grande tamanho ou os utentes que não dispõem de equipas de debinding e sinterización.

Antena orientable de baixo perfil com metasuperficies dielétricas impressa em 3D com o filamento Epsilon

Imagem 2: Antena orientable de baixo perfil com metasuperficies dielétricas impressa em 3D com o filamento Epsilon. Fonte: Nanoe.

O filamento Epsilon de Zetamix é uma solução de impressão 3D de um só passo que oferece o que a fabricação tradicional (mecanizado CNC) não pode oferecer para aplicações de radiofrequência. Isto é, podem-se produzir muitas soluções eficazes para responder à crescente demanda de compacidad e eficiência nas equipas de telecomunicações.

Uma lente de radiofrequência impressa em 3D é bem mais compacta que a sua homóloga mecanizada por CNC

Imagem 3: Uma lente de radiofrequência impressa em 3D é bem mais compacta que a sua homóloga mecanizada por CNC. Fonte: Nanoe.

Além disso, o filamento Zetamix Epsilon permite a fabricação de formas bem mais complexas ou a produção de pequenos volumes, reduzindo assim os custos que implica a fabricação tradicional. Os filamentos Zetamix Epsilon permitem fabricar uma grande variedade de componentes, como deflectores, lentes de RF, lentes reflectoras de RF, antenas resonadoras dielétricas ou antenas helicoidais dielétricas com polarización circular.

Informação geral
Material	PP
Formato	0.5 kg
Densidade	(Ɛ 2.2) 1 g/cm³ / (Ɛ 4.5) 1.6 g/cm³ / (Ɛ 7.5) 2.1 g/cm³ / (Ɛ 10) 2.32 g/cm³
Diâmetro filamento	1.75 mm
Tolerância de filamento	- mm
Longitude filamento	(Ɛ 2.2) 207.9 m / (Ɛ 4.5) 129.9 m / (Ɛ 7.5) 99 m / (Ɛ 10) 89.6 m
Quantidade de enchimento (volume)	(Ɛ 2.2) 0 % / (Ɛ 4.5) 30 % / (Ɛ 7.5) 40 % / (Ɛ 10) 48 %
Quantidade de enchimento (massa)	(Ɛ 2.2) 0 % / (Ɛ 4.5) 65 % / (Ɛ 7.5) 74 % / (Ɛ 10) 80 %

Propriedades mecânicas
Resistência ao impacto Charpy	11.86 KJ/m²
Alongamento ao rompimento	3.1 %
Resistência à tração	23 MPa
Módulo de tração	- MPa
Resistência à flexão	25 MPa
Módulo de flexão	- MPa
Dureza da superfície	Shore 56 D

Propriedades de impressão
Temperatura de impressão	270 - 300 ºC
Temperatura cama de impressão	110 ºC
Temperatura de câmara	✗
Ventilador de capa	100 %
Velocidade de impressão recomendada	2.5 mm/s

Propriedades eléctricas
Constante dieléctrica	(@ 9.4 GHz) (Ɛ 2.2) 2.2 (± 0.2) / (Ɛ 4.5) 4 (± 0.5) / (Ɛ 7.5) 7.5 (± 0.5) / (Ɛ 10) 10 (± 0.5)
Tangente de perda	1.10⁻³ (± 5.10⁻⁴)

Propriedades térmicas
Temperatura de amolecimento	110 ºC

Outras
HS Code	3916.9
Diâmetro bobina (exterior)	- mm
Diâmetro bobina (interior)	- mm
Largo bobina	- mm

Todo o filamento de impressão 3D deve se armazenar adequadamente em um local escuro e seco para proteger da humidade. Recomenda-se armazenar o filamento Zetamix Epsilon em uma saca selada com dessecante, em um recipiente com selado ao vazio ou em um contentor de filamento inteligente antes e após a impressão. Se o filamento absorve um excesso de humidade, deve secar-se no secador de filamentos PrintDry, o secador de filamentos Mass Portal ou a estação de secagem de filamentos Flashforge com dessecante renovável incorporado.

O filamento Zetamix Epsilon requer altas temperaturas de impressão (extrusão 270-300 ºC, placa de impressão >100 ºC) e uma boquilha resistente à abrasão devido ao pó que incorpora o filamento. As boquilhas recomendadas são boquilhas endurecidas como a boquilha Olsson Ruby ou uma boquilha de ponta cerâmica como a boquilha de carboneto de tungsténio de Dyze Design. O melhor é imprimir em 3D o filamento Zetamix Epsilon em uma placa de construção de vidro, com a velocidade do ventilador ajustada ao 100 % e a velocidade de impressão de 25-30 mm/s para obter os melhores resultados. A adesão pode-se melhorar com adesivos para materiais de alta temperatura, por exemplo Magigoo HT ou o adesivo Nano Polymer Adhesive.

A relação entre a porosidade da peça e a sua permissividade para Epsilon 7.5

Imagem 1: A relação entre a porosidade da peça e a sua permissividade para Epsilon 7.5. Fonte: Zetamix.

Quanto aos parâmetros de impressão, a permitividad das peças impressas em 3D com o filamento Zetamix Epsilon dependerá e poderá modificar-se variando a densidade de recheado e as relações de extrusão (para a porosidad). O padrão de recheado pode ser qualquer tipo de padrão 2D (triângulos, grade, ninho de abeja, rectilíneo) e a densidade de recheado pode ajustar-se entre o 100% e o 5%. Na secção Downloads encontrará mais recomendações sobre os parâmetros de impressão.

Uma das vantagens que oferece o filamento Zetamix Epsilon é que permite criar peças complexas para aplicações de radiofrequência, algo difícil de conseguir com métodos de fabricação tradicionais como a usinagem CNC. As estruturas de suporte do filamento Zetamix Epsilon podem imprimir-se utilizando o mesmo material ou um material soluble mediante um sistema de extrusão dupla. Para garantir uma grande qualidade de superfície, devem imprimir-se ao menos 3 capas superiores densas entre a estrutura de suporte e a peça. A colocação da bobina e o sistema de extrusão também afetarão à qualidade da impressão, pelo que se recomenda imprimir em 3D o filamento Zetamix Epsilon em impressoras 3D de acionamento direto e colocar o suporte do carretel na parte superior do extrusor.