Filamentos resistentes ao calor para impressão 3D:classificados!

As peças de impressão 3D estão sendo usadas em uma variedade infinita de indústrias e propósitos. Não é incomum que alguns usos exijam características técnicas específicas, como resistência ao impacto, resistência à umidade, resistência aos raios UV ou resistência ao calor. Hoje vamos nos concentrar na resistência ao calor e determinar quais filamentos suportam melhor o calor.

Quando se trata de resistência ao calor, o policarbonato é um dos termoplásticos mais adequados, pois sua temperatura de transição vítrea é de 150°C. No entanto, a maioria das impressoras não consegue imprimir com policarbonato, por isso, pelo menos para a maioria das pessoas, o filamento ideal é o ABS, pois tem uma temperatura de transição vítrea de 105°C.

Material	Temperatura do leito	Temperatura de extrusão	Anexo	Impressora normal	Temperatura de transição vítrea	Resistência à umidade	Preço
PEEK	120°C-145°C	360°C-400°C	Sim	Não	143°C	Alto	$30-$40
PAHT CF15	100°C-120°C	260°C-280°C	Sim	Sim	72°C	Baixo	US$ 85-90
Policarbonato	80°C-120°C	260°C-310°C	Sim	Sim	150°C	Baixo	$40-$60
Polipropileno	80°C-100°C	230°C-260°C	Sim	Sim	-20°C (resiste a 160°C)	Alto	$80-$110
Poliamida	70°C-80°C	220°C-260°C	Sim	Sim	60°C (resiste a 120°C)	Baixo
ABS	90°C-110°C	230°C-250°C	Sim	Sim	105°C	Baixo	$15-$22
PETG	80°C-100°C	210°C-250°C	Não	Sim	75°C	Baixo	$15-$25

Melhores filamentos de impressão 3D resistentes ao calor

A indústria 3D está crescendo em um ritmo super rápido, onde novos e melhores materiais estão sendo introduzidos regularmente. A resistência ao calor expande o escopo de uso de um filamento específico, então vamos dar uma olhada em uma lista básica de filamentos 3D enfatizando sua resistência ao calor e parâmetros de impressão do mais resistente ao calor ao menos.

Não deve ser surpresa que o PLA regular tenha uma ordem de restrição e tenha que ficar a pelo menos 1 milha de distância desta lista a qualquer momento.

PEEK

Temperatura do leito	120°C-145°C
Temperatura de extrusão	360°C-400°C
Anexo	Sim
Impressora normal	Não
Temperatura de transição de vidro	143°C
Resistência à umidade	Alto
Preço	$30-$40

Poliéter Éter Cetona (PEEK) é um termoplástico semicristalino e atualmente é considerado o polímero de melhor desempenho devido às suas qualidades térmicas, mecânicas e químicas.

Nem todas as impressoras são capazes de imprimir com PEEK devido aos requisitos de alta temperatura. Tem uma temperatura de transição vítrea de 143°C e requer uma temperatura de operação de 360-400°C com uma temperatura de leito de 120-145°C. Existem impressoras especializadas projetadas para imprimir com PEEK que incluem uma câmara de impressão fechada. As impressões PEET podem suportar temperaturas de até 260°C.

Para lhe dar um valor aproximado da temperatura máxima de extrusão que uma impressora 3D normal pode atingir, a Prusa i3 tem uma temperatura máxima do bico de 300°C. Isso significa que a impressão do filamento PEEK está fora de questão.

Para utilizar este filamento terá que ter acesso a uma impressora 3D de nível industrial, pela qual deverá pagar cerca de 29.000 usd (um orçamento estimado para o APIUM P220).

O PEEK produz impressões duráveis ​​com alta resistência à tração, resistentes ao calor e à água e biocompatíveis, mas trabalhar com o filamento é complicado e exige que os usuários tenham experiência e conhecimento sobre qual sistema produzirá os melhores resultados. O PEEK é amplamente utilizado nas indústrias médica, automotiva e aeroespacial, e peças como rolamentos, bombas e válvulas de compressor são impressas com satisfação.

PAHT CF15

Temperatura do leito	100°C-120°C
Temperatura de extrusão	260°C-280°C
Anexo	Sim
Impressora normal	Sim
Temperatura de transição de vidro	72°C
Resistência à umidade	Baixo

A fibra de carbono de poliamida de alta temperatura reforçada (PAHT CF15) é um material extremamente forte e tecnicamente avançado que contém 15% de fibra de carbono e é resistente ao calor e a produtos químicos.

As impressões PAHT CF15 podem suportar temperaturas constantes de 150°C, mas podem chegar a 180°C por curtos períodos de tempo. Durante a impressão, é necessária uma temperatura do leito de 100-120°C com uma temperatura do bocal de 260-280°C. A temperatura de transição vítrea é de 72°C, e é necessária uma câmara de construção para obter os melhores resultados.

Esses requisitos nos permitem imprimir peças PAHT CF15 usando uma impressora 3D comum, com a ressalva de que requer uma cama aquecida e um gabinete.

O filamento é usado em aplicações de engenharia para projetos técnicos de fabricação de peças móveis e muitas vezes é usado como substituto de componentes metálicos. Isso se deve ao fato de as impressões serem resistentes ao calor em níveis aceitáveis, bem como à rigidez e alta resistência à tração.

O filamento é bastante fácil de trabalhar e não apresenta grandes desafios de impressão além do desgaste do bico, portanto, o bico apropriado deve ser selecionado.

Policarbonato

Temperatura do leito	80°C-120°C
Temperatura de extrusão	260°C-310°C
Anexo	Sim
Impressora normal	Sim
Temperatura de transição de vidro	150°C
Resistência à umidade	Baixo
Preço	$40-$60

O policarbonato (PC) é conhecido por sua resistência e durabilidade e continua sendo o filamento de escolha para usuários que desejam um filamento versátil que produz impressões com alta resistência ao calor, resistência ao impacto e clareza óptica com o bônus adicional de ser leve. Embora propenso a deformações, o filamento continua popular devido aos resultados finais.

É necessária uma câmara de impressão fechada para manter a estabilidade e a qualidade da impressão. A temperatura do bocal deve estar entre 260°C e 310°C com uma temperatura do leito de 80-120°C. A temperatura de transição vítrea do policarbonato é de 150°C e as impressões podem suportar calor de até cerca de 140°C.

A primeira pergunta que tento responder quando pesquiso um novo material é se posso imprimi-lo com minha impressora 3D normal (nem mesmo uma prosumer). Se você tiver uma cama aquecida e uma máquina fechada, poderá começar a imprimir com este material de nível industrial com relativa facilidade.

O filamento de policarbonato é higroscópico, o que significa que absorve a umidade do ar, portanto, o armazenamento adequado é essencial para mantê-lo seco.

A umidade causará complicações na impressão e, por esse motivo, todos os cuidados devem ser tomados para eliminar a exposição à umidade armazenando o filamento em recipientes herméticos. Durante a impressão, os ventiladores de resfriamento devem ser desligados para permitir a adesão adequada.

Eu recomendo ir com o policarbonato Polymaker.

Polipropileno

Temperatura do leito	80°C-100°C
Temperatura de extrusão	230°C-260°C
Anexo	Sim
Impressora normal	Sim
Temperatura de transição de vidro	-20°C (resiste a 160°C)
Resistência à umidade	Alto
Preço	$80-$110

O polipropileno também é um termoplástico semicristalino com altas qualidades químicas e de resistência ao impacto, tornando-o excelente para uso no setor industrial, roupas esportivas e aplicações de eletrodomésticos.

É necessária uma temperatura da extrusora de 230-260°C e uma temperatura do leito de 80-100°C. A temperatura de transição vítrea é de cerca de 260°C. Devido aos altos requisitos de calor, é necessária uma câmara de impressão para controlar a deformação. Os produtos acabados podem suportar temperaturas entre 82°C e 120°C, dependendo da composição do filamento.

O polipropileno não é higroscópico e funciona bem com componentes ou itens submersos que estão regularmente em contato com a umidade. Serve bem como isolamento elétrico e é usado extensivamente para criar utensílios de cozinha para lava-louças e microondas, bem como equipamentos e peças médicas. O polipropileno é conhecido pelos acabamentos suaves que proporciona constantemente.

Poliamida (PA)

Temperatura do leito	70°C-80°C
Temperatura de extrusão	220°C-260°C
Anexo	Sim
Impressora normal	Sim
Temperatura de transição de vidro	60°C (resiste a 120°C)
Resistência à umidade	Baixo

A poliamida tem uma estrutura semicristalina que a torna muito forte, pois também é flexível, aumentando sua resistência. Os produtos finais são resistentes ao calor e amplamente utilizados em aplicações automotivas, de transporte, elétricas e eletrônicas. O PA também é resistente à abrasão, óleo e impacto.

O PA pode suportar temperaturas de até 120°C por longos períodos de tempo e a temperatura de impressão está entre 220°C e 260°C. É necessária uma temperatura do leito de 70-80°C enquanto a temperatura do vidro varia entre 55°C e 75°C. A ventoinha de resfriamento deve ser desligada ao imprimir com PA. Você pode baixar um perfil Cura para impressão com poliamida aqui.

A maioria dos filamentos de poliamida é feita com nylon, mas alguns incluem fibra de vidro. O PA é higroscópico e deve ser seco antes do uso. Também é propenso a deformar e requer uma câmara de impressão fechada e nenhum ventilador para controlar a deformação da impressão.

ABS (Acrilonitrila Butadieno Estireno)

Temperatura do leito	90°C-110°C
Temperatura de extrusão	230°C-250°C
Anexo	Sim
Impressora normal	Sim
Temperatura de transição de vidro	105°C
Resistência à umidade	Baixo
Preço	$15-$22

Este termoplástico dispensa apresentações, mas aqui está uma. O ABS é outro filamento 3D popular devido à sua alta resistência ao calor e a danos. Embora tenha grande resistência ao calor, ainda é propenso aos raios UV do sol, e sua contraparte ASA possui proteção UV, por isso é adequado para uso externo.

A temperatura de impressão é de cerca de 240°C com uma temperatura do leito de 90-100°C, enquanto a temperatura de transição vítrea é de 105°C. As impressões finalizadas podem suportar temperaturas próximas a 100°C, mas não por períodos prolongados. A impressão requer uma câmara de impressão, pois a deformação é bastante comum com o ABS.

O ABS é higroscópico, portanto, deve-se ter cuidado com o armazenamento para minimizar o contato com a umidade. Pode ser difícil imprimir devido a deformações nos cantos externos da impressão causados ​​pelo resfriamento desigual. Embora o filamento seja higroscópico, as impressões tendem a ser resistentes à água e também a impactos, tornando-as uma ótima opção para a maioria dos profissionais.

Se você está pensando em comprar filamento ABS, não compre apenas um genérico, mas sim essa marca de ABS, pois funciona muito bem e não quebra o banco.

Tereftalato de polietileno glicol modificado (PETG)

Temperatura do leito	80°C-100°C
Temperatura de extrusão	210°C-250°C
Anexo	Não
Impressora normal	Sim
Temperatura de transição de vidro	75°C
Resistência à umidade	Baixo
Preço	$15-$25

O filamento PETG é muito fácil de imprimir e é comparável ao PLA neste aspecto. No entanto, o PETG tem melhores qualidades em relação à resistência ao calor, água e produtos químicos corrosivos.

O PETG é capaz de suportar temperaturas de até 75°C. A temperatura de extrusão do bocal varia entre 210-250°C e requer um leito aquecido a 80-100°C. A temperatura de transição vítrea é de 75°C e não é necessário um gabinete de impressão, desde que a temperatura ambiente não seja muito fria.

Durante a impressão, um ventilador é recomendado somente após a primeira camada ter sido estabelecida e devidamente colada à mesa. Depois disso, a ventoinha de resfriamento regula a temperatura do bico e acelera o resfriamento para ajudar a evitar fios e bolhas, dando à impressão um acabamento detalhado.

O PETG é usado na indústria de alimentos e bebidas, pois pode ser facilmente esterilizado e é bastante flexível, mas robusto. As propriedades de esterilização o tornam ideal para uso na indústria médica. No varejo. PETG é usado para fabricar stands para produtos de ponto de venda.

O PETG é geralmente considerado como um dos melhores filamentos de impressão 3D existentes, pois é fácil de imprimir e pode suportar altas temperaturas.

O PLA é resistente ao calor?

O PLA é o menos resistente ao calor de todos os tipos de filamentos, mas é de longe o mais fácil de imprimir devido aos seus baixos requisitos de calor. As impressões finalizadas não responderão favoravelmente a condições de calor, como o interior de um carro trancado ao sol do meio-dia. A temperatura de fusão natural do PLA é de cerca de 80°C, mas é melhorada com aditivos (muitas vezes chamados de PLA+). Como a maioria dos tipos de filamentos, o PLA também é submetido a aditivos para melhorar o uso geral da aplicação.

Como o PLA é biodegradável, é comumente usado em implantes médicos, como parafusos de tecido, para ajudar na cicatrização. O PLA vem em uma variedade de graus diferentes, incluindo científico, médico, seguro para alimentos e, finalmente, chega ao PLA padrão usado na impressão 3D diária.

A temperatura recomendada do leito para PLA é entre 40°C e 60°C se você decidir usar um leito aquecido para obter melhores resultados de adesão. A temperatura do bico é definida em cerca de 190°C-215°C, dependendo da marca e pigmentação.

O PLA continua a ser um filamento funcional e útil para imprimir, mas deve ser dada a devida atenção à aplicação da impressão.

A resina é resistente ao calor?

A impressão com resina envolve um processo totalmente diferente, onde a resina líquida é exposta à luz UV que endurece e cura a resina exposta. As impressões em resina são basicamente feitas de cabeça para baixo, com o fundo do tanque de resina controlando a exposição à luz UV.

Impressões de resina são bastante sólidas, mas algumas têm um grau de flexibilidade que permite vários usos, incluindo fazer coroas e moldes de pontes em aplicações de odontologia e engenharia.

Existem resinas de alta temperatura que possuem baixa expansão térmica e alta resistência à tração que podem produzir componentes rápidos e precisos. No entanto, resinas de alta temperatura produzem um componente sem flexibilidade, portanto, não são recomendados encaixes, encaixes e dobradiças vivas.

As impressões em resina terão uma temperatura de deflexão de calor de 289°C @ 0,45 MPa se você usar resina de alta temperatura. Esses materiais não derretem, então a temperatura de transição vítrea não é medida.

Impressões de resina de alta temperatura são usadas como acessórios resistentes ao calor, componentes de carcaça, controle de ar quente e fluido, prototipagem de moldes e testes ambientais. As funções e aplicações das resinas de alta temperatura estão em constante crescimento, assim como os diferentes tipos de resina projetados para atender às demandas de excelência de fabricação econômica incutida em todas as indústrias.

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