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Jun 27, 2023

El vidrio más fuerte jamás creado

La nueva empresa canadiense Fortis3D está lanzando dos nuevos materiales de impresión 3D para una variedad de aplicaciones industriales. Junto al lanzamiento de PA-GF20 y PK-GF20, Fortis3D ha proporcionado un análisis detallado

La nueva empresa canadiense Fortis3D está lanzando dos nuevos materiales de impresión 3D para una variedad de aplicaciones industriales. Junto con el lanzamiento de PA-GF20 y PK-GF20, Fortis3D ha proporcionado un análisis detallado de las características del material de cada filamento para permitir a los ingenieros comprender las fortalezas y las aplicaciones adecuadas.

Basándose en su experiencia en ingeniería de polímeros, el equipo de científicos e ingenieros de Fortis3D ha creado filamentos de impresión 3D de poliamida reforzada (PA), o nailon, y polecetona (PK) que son más fuertes que otros y presentan un menor contenido de fibra de vidrio.

“Descubrimos que la mayoría de los filamentos reforzados con fibra del mercado pueden producir piezas relativamente fuertes y rígidas, pero no son tan fuertes como las resinas tradicionales reforzadas con fibra para moldeo por inyección. También queríamos que los materiales de alta resistencia fueran accesibles a más usuarios y no sólo a aquellos con costosas máquinas industriales. Con ambos objetivos en mente, desarrollamos estos dos materiales para que sean los más resistentes del mercado y permitan que incluso los usuarios con impresoras de gama media fabriquen piezas de muy alta resistencia”, afirmó Wayne Lam, director comercial de Fortis3D.

Características de PA-GF20 y PK-GF20

Los materiales reforzados con fibra de vidrio cortada PA-GF20 y PK-GF20 de Fortis3D están destinados a la impresión 3D de componentes funcionales de alto rendimiento. Además de una resistencia mecánica superior, ambos tienen resistencia química, a altas temperaturas, a impactos y al desgaste, lo que los hace duraderos en entornos severos. Los materiales tienen aplicaciones que van desde piezas industriales de uso final hasta plantillas y accesorios.

La mayoría de los demás filamentos reforzados con fibra de vidrio de la industria utilizan fibra de vidrio molida que es muy corta (100-300 µm) y se incorpora a varias resinas. Pueden ser quebradizos a pesar de tener buena resistencia e imprimibilidad. La fibra de vidrio cortada es más larga (3 mm) y proporciona una resistencia muy alta al mismo tiempo que conserva más dureza del material plástico base, pero es más difícil de incorporar. Ambos tipos de fibras normalmente se descomponen más durante el proceso de composición, lo que da como resultado fibras más cortas en el producto final; por lo tanto, se deben tomar precauciones durante el procesamiento para minimizar la rotura de la fibra.

Datos técnicos de los materiales de impresión 3D PA-GF20 y PK-GF20

El equipo de desarrollo de Fortis3D optimizó las variables de carga y procesamiento de la fibra para generar uno de los filamentos de PA reforzados con fibra "más fuertes" del sector con una menor carga de fibra de vidrio. La carga reducida de fibra de vidrio mejora la imprimibilidad, el desgaste de las boquillas y el acabado de la superficie. Para lograr una alta resistencia a la tracción de 78 MPa incluso después del acondicionamiento, se empleó adicionalmente un agente de acoplamiento químico para fortalecer la adhesión entre las fibras de vidrio y la matriz polimérica.

En comparación con el moldeo por inyección, esto ofrece una conservación de la resistencia a la tracción de más del 90% y es más resistente que los materiales de nailon reforzado con fibra de carbono y vidrio de otras marcas líderes. En comparación con un filamento PA6GF típico, la absorción de humedad se reduce en un 30 % cuando se emplea un copolímero de nailon similar al SnapPrint PA de Fortis3D. El encordado se minimiza incluso cuando el filamento se deja afuera en condiciones ambientales a diferencia de un filamento PA6GF.

Representación gráfica de la humedad retenida según el número de días. Gráfico vía Fortis3D.

La policetona (PK) es un terpolímero de propileno, etileno y monóxido de carbono con características similares a la PA12 pero con absorción de humedad reducida, mayor resistencia química y al impacto, y fricción y desgaste reducidos. También mantiene la resistencia mecánica después de la absorción de humedad, a diferencia del nailon. En términos medioambientales, la producción de polecetona genera hasta un 60% menos de CO2 que la producción de nailon. Sin embargo, debido a la deformación excesiva y la falta de adhesión a la mayoría de los adhesivos y materiales de base, es extremadamente difícil imprimir de forma independiente. Para resolver esto, el equipo de desarrollo de Fortis3D creó una formulación patentada que reduce drásticamente la deformación y puede cumplir con la mayoría de los materiales de cama con solo pegamento PVA. Se agregaron fibras de vidrio cortadas para mejorar la resistencia y la rigidez, lo que dio como resultado un material comparable a otros nailon reforzado con fibra de vidrio o carbono en la industria sin el peligro de una absorción excesiva de humedad. La absorción de humedad es aproximadamente un 70 % menor en comparación con un filamento PA6GF típico, lo que implica que el encordado es limitado y la resistencia parcial no se ve afectada después de una semana de condiciones ambientales.

La gama actual de filamentos Fortis3D incluye SnapPrint PA, Lignum PLA, BioDuro Metallic PLA y más. Fortis3D dice que sus filamentos están hechos de materiales de primera calidad y cada carrete está sujeto a estrictos estándares de control de calidad antes de ser enviado. Según Fortis3D, las instalaciones de producción de la empresa cuentan con la certificación GMP y están registradas según la norma ISO 9001:2015, lo que garantiza un grado de consistencia "líder en la industria" en diámetro, ovalidad y colores, lote a lote.

Fortis3D estará en la Conferencia AMUG a finales de este mes, donde los asistentes podrán obtener más información visitando el stand n.° 28. Para obtener más información sobre los productos y la página de revendedores de Fortis3D, visite el sitio web.

La imagen destacada muestra la ilustración de absorción de humedad del PK-GF20. Imagen vía Fortis3D.

Con experiencia en periodismo, Ada tiene un gran interés en la tecnología de vanguardia y su aplicación en el resto del mundo. Ada informa sobre aspectos de la impresión 3D que van desde la industria aeroespacial y automotriz hasta la médica y dental.