Materiais resistentes à temperatura: Guia para iniciantes

Atualizado em: 14 de julho de 2020 às 15:59

O termo “materiais resistentes à temperatura” refere-se à capacidade de um insumo para impressão 3D suportar exposição prolongada à altas temperaturas.

Por que a resistência à temperatura é importante?

Os materiais resistentes à temperatura para impressão 3D, oferecem melhor desempenho mecânico, resistência ao desgaste e resistência química a altas temperaturas, quando comparados aos materiais sem essa característica. Eles também são capazes de manter suas propriedades por mais tempo em altas temperaturas, resultando em peças que são mais confiáveis e custam menos para se manter em boas condições.

Aplicações comuns de materiais resistentes à temperatura

Qualquer aplicação que exija exposição constante ou prolongada a altas temperaturas apresenta uma oportunidade para esses materiais. Empresas das indústrias de manufatura, aeroespacial e automotiva projetam e imprimem peças resistentes à temperatura para obter melhor desempenho em ambientes sob pressão e de alta temperatura.

A Eventuri, por exemplo, que fabrica sistemas de ventilação para alguns modelos BMW e Audi, cria protótipos funcionais usando materiais resistentes à temperatura.

materiais resistentes a temperatura prototipo
Um protótipo de sistema de ventilação impresso em 3D para o Audi RS 5 criado pela Eventuri

A Owens Corning, líder mundial em compósitos de fibra de vidro, coberturas e isolamento, usa sua linha XSTRAND ™ de materiais compósitos para criar peças resistentes à temperatura.

materiais resistentes a temperatura case
A linha Owens Corning XSTRAND ™ de materiais de impressão 3D compostos oferece boa estabilidade térmica

O que mais você deveria saber?

Temperatura de amolecimento Vicat: Também conhecida como dureza Vicat, se refere à temperatura na qual os materiais sem ponto de fusão definido, como os plásticos, amolecem. É útil saber ao selecionar o material resistente à temperatura correto para uma determinada aplicação.

Temperatura de fusão: A temperatura na qual um material semicristalino se transforma em um líquido fluido.

Temperatura de transição vítrea (Tg): A temperatura na qual um material amorfo (não cristalino) muda de um sólido para um líquido.

Temperatura de deflexão de calor (HDT): Temperatura na qual uma substância começará a se deformar sob uma determinada carga. O HDT é de interesse específico aos engenheiros, pois fornece informações sobre o desempenho de uma peça impressa em 3D.

Materiais de base comumente usados: Nylon, PC e CPE + são frequentemente usados para criar materiais de impressão 3D resistentes à temperatura.

Aditivos comumente usados: O vidro e a fibra de carbono são freqüentemente usados em aplicações nas quais a rigidez, a deflexão de temperatura ou outras propriedades mecânicas são importantes. Eles são adicionados a um material base que melhor se adapta à aplicação geral.

Crie controle de volume: Ao imprimir com materiais resistentes à temperatura, recomenda-se o uso do Air Manager para garantir um volume de construção mais controlado durante o processo de impressão. Isso vale especialmente para materiais amorfos, para os quais a temperatura de transição vítrea é importante – aumentando a importância de uma plataforma de impressão 3D com ambiente controlado.

Materiais resistentes à temperatura

A seguir, vamos falar sobre alguns dos materiais do portfólio da Ultimaker que oferecem resistência à temperaturas mais elevadas.

PC (Policarbonato)

Se a impressão vai ser exposta a luz do dia e temperaturas maiores que 85ºC, você deve considerar algo como PC (policarbonato), na qual resiste a temperaturas de até 110ºC.

CPE +

A família do CPE (co-poliéster) é outro grupo de filamentos com uma boa resistência ao calor (até 70ºC para o CPE e 100ºC para o CPE+), e tem o benefício adicional de resistência a produtos químicos.

A seguir, vamos apresentar fornecedores parceiros que oferecem materiais com cargas que conferem resistência à alta temperatura. Você pode encontrar mais informações no Ultimaker Marketplace.

LEHVOSS LUVOCOM

O LUVOCOM 3F PAHT® CF 9891 BK é um material à base de poliamida e reforçado com fibra de carbono de alta temperatura. Proporciona alta resistência, rigidez e absorção de água minimizada.

Uma peça impressa com o LUVOCOM 3F PAHT® CF 9891 BK resistente à temperatura do Grupo LEHVOSS

O LUVOCOM® 3F PET CF 9780 BK é o material PET preenchido com fibra de carbono mais fácil de imprimir no mercado, com excelentes propriedades mecânicas, incluindo alta resistência da camada Z.

“Na impressão 3D, os materiais PLA, ABS e PET-G não podem ser usados acima de 60° C – ou até mais”, disse Thomas Collet, chefe de materiais de impressão 3D do Grupo LEHVOSS. “Portanto, a questão é o que você deseja definir como resistente à temperatura. Para impressão 3D, definimos que todos os materiais compósitos com maior resistência à temperatura são superiores aos materiais tradicionais resistentes à temperatura”.

BASF Ultrafuse

A poliamida BASF Ultrafuse® PAHT CF15 combina alta temperatura e resistência a produtos químicos com propriedades mecânicas extremas, garantindo uma impressão fácil e alta estabilidade dimensional.

Uma peça impressa no BASF Ultrafuse PAHT CF15 resistente à temperatura da BASF

“O conteúdo de 15% de fibra de carbono garante peças rígidas e fortes, enquanto as fibras também contribuem para um aumento da resistência à temperatura, tornando esse filamento um material de engenharia perfeito”, disse Roger Sijlbing, chefe de soluções de extrusão de aditivos de vendas da BASF.

Os materiais resistentes à altas temperatura estão ganhando força, especialmente quando se trata da produção de auxiliares específicos para fabricação, como gabaritos, acessórios e ferramentas, onde os requisitos de temperatura excedem os dos materiais típicos de manufatura aditiva.

Interessado em saber mais sobre os materiais da Ultimaker? Baixe agora o nosso Guia Avançado de Filamentos e saiba mais.

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