PEKK com Fibra de Carbono
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Filamento PEKK-A CF

PEKK-A-CF-NANOVIA-175-500
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O PEKK CF (PolyEtherKetoneKetone) (JNM 2712) considera-se um polímero avançado da engenharia, que pertence à família dos PAEK, misturado com fibra de carbono. A fibra de carbono é um material pseudo-amorfo que lhe oferece ao PEKK um ponto de fusão mais baixo, cristalização mais lenta e mantém a temperatura de cristalização alta (Tg=160º). Esta união também potencia a estabilidade estrutural, melhorando as propriedades mecânicas e de impressão. Por isto o PEKK CF se ganhou um posto entre um dos dois materiais mais potentes e fácil de utilizar dentro de impressão 3D FDM/FFF. Além disso, este material compete a nível geral com os termoplásticos mais utilizados na indústria da engenharia (polissulfonas, sulfetos de polifenileno e policetonas).

Apoiando-se na grande experiência e nos seus muitos anos de investigação, o grande fabricante francês Nanovia obteve o PEKK CF JNM 2712. O JMN 2712 comporta-se de maneira estável em todos os âmbitos o que permite a sua utilização em uma impressora 3D FDM. A seguir observa-se a estrutura molecular do JNM 2712.

JNM 2712

Imagem 1: PEKK CF JNM 2712. Fonte: Nanovia

O filamento PEKK-A CF apresenta todas as qualidades que um material avançado requer. É material oferece uma temperatura de funcionamento alta e uma temperatura máxima de trabalho constante com uma pressão de 1.8 MPa a mais de 139ºC. A principal vantagem, com respeito a outros materiais (NylonStrong), é que a estas temperaturas as propriedades mecânicas quase não variam. Isto é como a sua grande estabilidade dimensional, melhorada graças à fibra de carbono, mantém a forma estrutural inclusive ao elevar a temperatura, algo impensável com a maioria de materiais existentes na impressão 3D FDM/FFF. Estas qualidades são utilizadas para realizar ferramentas de moldo por injeção de ciclo curto, ferramentas de laminado de fibra de carbono e outro tipo de formas que estão submetidos a elevados valores de pressão e temperatura (Autoclave). Dentro deste tipo de formas de alta resistência  estão os utilizados para o processo de vulcanização de plásticos, como a borracha. Graças ao PEKK-A CF podem-se realizar formas de maneira mais rápida, singela e barata que as atuais formas de aço.

A principal vantagem deste material com respeito a outros da mesma família é que a resistência química. Os valores de resistência a elementos químicos são superiores inclusive aos do PEI e PEI CF. O PEKK-A CF é resistente a uma grande lista de fluídos: hidrocarbonetos halógenos (benzeno), fluidos automotivos (líquido refrigerante), álcool e soluções aquosas (água do mar). Esta qualidade junto à sua baixa densidade (1.27 g/cm3) e a ser um material retardante de fogo, faz com que o PEKK-A CF seja um material muito comum para realizar peças finais de partes de motores no campo da aeronáutica e da automotivo pelas que decorrem líquidos, azeites e gases.

Aplicação de engenharia

Imagem 1: Aplicação de engenharia. Fonte: Nanovia

Algo muito importante à hora de fabricar peças para a engenharia é que não interfira nem produza derivações de correntes elétricas. O PEKK-A CF apresenta uma grande estabilidade dielétrica (resistência a transformar-se em condutivo um material isolante da eletricidade) podendo fabricar peças isolantes para circuitos eletrónicos ou carcaças para tomadas de corrente elétrica. Designadamente, a aplicação deste material em circuitos eletrónicos é ideal para assegurar o funcionamento, já que o PEKK-A CF é um material com uma grande capacidade de dissipação do calor e da frequência.

No apartado de propriedades mecânicas o PEKK-A CF destaca ao reunir altos valores de resistência em todos os campos. O Módulo de Young (Módulo de tração) do PEKK-A CF (2900 MPa) é superior ao dos materiais técnicos da impressão 3D em mais de 30%; Nylon-Fibra de Carbono CF15 (500 MPa), PC-Max (2048 MPa), Nylon PolyMide COPA (2223 MPa). O Módulo de Flexão do PEKK-A CF é de 3000 MPa, superando de novo a todos os materiais convencionais e técnicos da impressão 3D; Nylon PolyMide COPA (1667 MPa), ABS Premium (2000 MPa), PC-Max (2044 MPa). Em caso de precisar um material com maiores valores de resistência mecânica recomenda-se utilizar PEI, PEI CF, GF30-PP ou GF30-PA6.

Informação geral

Material PEEK/PEKK
Formato 50 g / 500 g
Densidade (ASTM D792) 1.27 g/cm³
Diâmetro filamento 1.75 / 2.85 mm
Tolerância de filamento ± 0.05 mm
Longitude filamento (Ø 1.75 mm - 0.5 Kg) ± 163 m / (Ø 2.85 mm - 0.5 Kg) ± 61 m

Propriedades eléctricas

Resistividade volumétrica (ASTM D257) 10¹⁶ Ohm/cm

Propriedades de impressão

Temperatura de impressão 395 ºC
Temperatura cama de impressão 165 ºC
Temperatura de câmara 80 ºC
Ventilador de capa
Velocidade de impressão recomendada 20 - 40 mm/s
Diâmetro recomendado do nozzle min. 0.5 mm

Propriedades mecânicas

Resistência ao impacto Izod (ASTM D256) 5.5 KJ/m²
Alongamento ao rompimento (ISO 527) 80 %
Resistência à tração - MPa
Módulo de tração (ASTM D638) 3850 MPa
Resistência à flexão - MPa
Módulo de flexão (ASTM D790) 4747 MPa
Dureza da superfície -

Propriedades térmicas

Temperatura de amolecimento 139 ºC

Propriedades específicas

Transparência -
Classificação da inflamabilidade UL 94 V0 @ 0.8 mm
Resistência química

Outras

HS Code 3916.9
Diâmetro bobina (exterior) 200 mm
Diâmetro bobina (interior) 52 mm
Largo bobina 55 mm

Para empregar o PEKK-A CF precisa-se uma grande experiência no setor da impressão 3D e uma impressora 3D qualificada para isso, já que se requer de uma temperatura de extrusão de 395ºC, uma temperatura de base de 165ºC e uma temperatura de câmara de 80ºC, por isso se recomenda utilizar impressoras 3D industriais como a 3NTR A2 ou a 3NTR A4 que cumprem com todos os requisitos. Para assegurar uma boa adesão à base de impressão recomenda-se utilizar uma lâmina de PEI e assim evitar o efeito warping.

Pós-processado:

Durante a impressão das peças desejadas com PEKK-A CF geram-se tensões internas, igual que em qualquer tipo de plástico, que se podem transformar em rompimentos ou deformações indesejados. Eliminar estas tensões é muito singelo e só se precisa um forno de ar quente e seguir os seguinte 5 passos:

  1. Colocar as peças no forno a temperatura ambiente (20ºC).
  2. Aquecer o forno a 150ºC durante 1 hora.
  3. Uma vez passada 1 hora, subir a temperatura a 200ºC e deixar decorrer uma hora mais.
  4. Baixar de novo a temperatura a 150ºC durante 30 minutos.
  5. Uma vez passados os 30 minutos apaga-se o forno e deixa-se arrefecer até temperatura ambiente as peças dentro do forno.

Este processo deve ser realizado por pessoal qualificado.

Propriedades destacadas

Temperatura de impressão
395 ºC
Diâmetro filamento
1.75 / 2.85 mm
Densidade
1,27 g/cm³

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