Inflamabilidade de Filamentos Comuns de Impressão 3D: PLA, ABS, PETG, TPU Explicados

Devido ao facto de a impressão 3D ser usada extensivamente numa ampla variedade de indústrias e servir inúmeros propósitos, existe um catálogo em constante crescimento de termoplásticos disponíveis. Cada um tem as suas vantagens e desvantagens, e escolher o certo para cada objeto é quase uma arte.

Uma dimensão que não deve ser subestimada ao escolher um tipo de filamento é a necessidade (ou não) de características retardantes de chama. Dependendo do tipo de produto e da área onde será colocado, pode ser muito importante escolher apenas filamentos que não entrem em combustão.

Resumindo: que filamentos são inflamáveis?

Entre os filamentos mais populares usados em impressão 3D, o PLA é de longe o mais inflamável. Adicionalmente, peças feitas de ABS também pegarão fogo se expostas a altas temperaturas por períodos prolongados. Os filamentos mais retardantes de chama prontamente disponíveis para impressão 3D são TPU e PETG.

O PLA é Inflamável?

Ácido Polilático, mais conhecido como PLA, é o filamento de impressão 3D mais usado. O PLA é um substituto de plástico fabricado a partir de amido de planta fermentado.

Embora seja um excelente termoplástico para hobbyistas, a alta inflamabilidade do PLA e a tendência a queimar a baixas temperaturas limitaram severamente a sua aplicabilidade para uma ampla gama de usos industriais.

É seguro queimar PLA?

Quando queimado, o PLA pode libertar fumos conhecidos como VOC (Carbono Orgânico Volátil). Embora nem todos os VOCs sejam tóxicos, a sua inalação deve ser evitada a todo custo para prevenir problemas de saúde. É amplamente conhecido na comunidade científica que os VOCs podem levar a doenças pulmonares como asma e bronquite.

Medidas de segurança adequadas precisam de ser tomadas antes de queimar PLA.

O ABS é Inflamável?

Quando exposto a altas temperaturas por períodos prolongados, o ABS é certamente inflamável. A temperatura alcançada por um fogo de madeira comum é suficiente para incendiar o ABS. Como na maioria dos termoplásticos, primeiro começa a derreter (cerca de 210°C), depois a ferver. Os fumos causados pela fervura são os propensos a entrar em chamas.

É seguro queimar ABS?

Considerando que o ABS não tem halogéneos, normalmente não produz poluentes orgânicos persistentes quando queimado ou pirólise* e os produtos mais nocivos formados são monóxido de carbono e cianeto de hidrogénio.

Dito isto, monóxido de carbono e cianeto de hidrogénio são subprodutos da combustão do ABS. Além de serem gases nocivos, podem causar asfixia, tornando muito inseguro queimar ABS.

*Pirólise é a decomposição de materiais a temperaturas elevadas numa atmosfera inerte.

Existem filamentos ABS resistentes à chama?

Existem atualmente numerosos filamentos baseados em ABS cuja composição inclui diferentes tipos de retardantes de chama.

O código UL-94 é o padrão de inflamabilidade para polímeros nos EUA. Lançado pela Underwriters Laboratories, também é conhecido como "Padrão de Segurança de Inflamabilidade de Materiais Plásticos para Peças em Dispositivos e Eletrodomésticos". O padrão divide plásticos em seis categorias baseadas em como queimam em várias orientações e espessuras de componentes.

Os termoplásticos são então organizados do menos para o mais retardante de chama, seguindo as categorias: HB, V-2, V-1, V-0, 5VB, 5VA.

Resumindo, a categoria menos retardante de chama (HB) permite uma taxa de queima de 76mm/min para um objeto horizontal de 3mm de espessura, enquanto a categoria mais retardante (5VA) deve parar de queimar em menos de 60 segundos sem produzir gotas e sem produzir buracos no objeto.

Mantendo esta gama de categorias em consideração, segue uma lista de filamentos ABS retardantes de chama:

Filamentos ABS retardantes de chama

Devido à massificação da impressão 3D nos últimos anos, existe uma grande variedade de filamentos para escolher. Isto inclui obviamente carretéis de filamento ABS especificamente criados para ter propriedades retardantes de chama. Embora sejam 3 a 5 vezes mais caros que um carretel normal de 1kg de ABS, é bom saber que estão disponíveis caso precise deles para uma impressão específica.

Firewire ABS retardante de chama

Firewire ABS-FR é um ABS UL-94 V-0 de alta gama que pode ser usado para imprimir protótipos funcionais e peças de produção. A categoria V-0 requer que os componentes parem de queimar em menos de 10 segundos, permitindo gotas que não produzem chamas.

Como na maioria dos filamentos ABS, tem uma temperatura de extrusão algo alta de 220-240°C e requer uma base aquecida capaz de atingir 100-110°C.

Este ABS também tem um odor significativamente mais forte e desagradável durante a impressão. É melhor usá-lo num ambiente bem ventilado ou com sistemas de filtro HEPA e carbono.

Pode conferir aqui!

Filamento ABS Retardante de Chama da Atomic Filament

Este filamento não tem certificação UL-940 (tanto quanto sei), embora deva ter desempenho de retardante de chama V-0. Imprime muito facilmente comparado a outros filamentos, a alta temperatura de 235-255°C.

Ao risco de soar repetitivo, este termoplástico FR (retardante de chama) emite forte odor químico e deve sempre ser usado com ventilação adequada.

Pode conferir aqui!

O PETG é Inflamável?

PETG, também conhecido como Polietileno Tereftalato Glicol, é outro termoplástico atualmente usado extensivamente em impressão 3D. É um material durável com alta resistência à temperatura.

É mais retardante de chama que tanto ABS como PLA. A principal vantagem do PETG é que, embora obviamente derreta, não pega fogo.

É seguro queimar PETG?

O PETG é mais seguro que tanto PLA como ABS, mas ainda é necessário tomar algumas medidas de segurança em consideração ao imprimir PETG por períodos prolongados (como acontece com todos os filamentos).

Imprimir numa área bem ventilada para minimizar a exposição a emissões nocivas é obrigatório. O PETG emite altas taxas de caprolactama e a superexposição pode causar irritação ocular e do trato respiratório. Resumindo, nunca é seguro queimar termoplásticos, incluindo PETG, sem precauções de segurança adequadas.

O TPU é Inflamável?

TPU, ou Poliuretano Termoplástico, é um material semelhante a borracha que também é bastante popular na esfera da impressão 3D.

É o menos inflamável de todos os termoplásticos comuns usados e prontamente disponíveis no mercado. Embora não pegue fogo de todo, claro que derreterá e gotejará (caso contrário não seria possível usá-lo em impressão 3D).

É seguro queimar TPU?

O TPU não é nocivo em geral e é adequado para uma ampla gama de aplicações. Devido à sua incrível flexibilidade, é amplamente usado em tubos, dispositivos médicos, produtos desportivos, cabos, sapatos e fios, entre outros usos.

Ao queimar TPU, gases perigosos incluindo compostos de cianeto e outros químicos perigosos são libertados. Como em todos os outros termoplásticos, é inseguro ficar numa sala com uma impressora 3D a trabalhar com TPU.

Conclusão

Como discutido anteriormente, devemos evitar usar PLA se a inflamabilidade for uma grande preocupação. Também vale notar que, embora o ABS seja também inflamável sob certas condições, é possível comprar variantes de ABS especificamente retardantes de chama. São, claro, muito mais caras.

A menos que restrito por outro fator, a melhor opção para termoplásticos retardantes de chama é TPU e PETG. Lembre-se que o TPU é um filamento flexível, tornando-o um substituto estranho para PLA ou ABS se rigidez for necessária. Dito isto, o PETG é a melhor opção, a menos que resistência UV também seja necessária.

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