Top 10 Materiais Resistentes ao Calor para Impressão 3D: Escolhendo o Melhor para Aplicações de Alta Temperatura

Uma das muitas características desejáveis da impressão 3D como tecnologia de fabrico é a sua capacidade de produzir peças totalmente funcionais para numerosas aplicações em diferentes indústrias e em várias condições operacionais. Peças impressas em 3D são frequentemente usadas em aplicações de alta temperatura. No entanto, para funcionarem corretamente em tais ambientes, precisam de ser feitas de materiais resistentes ao calor. Este artigo abrange alguns dos melhores materiais de impressão 3D resistentes ao calor para uso em aplicações de alta temperatura.

Melhores materiais 3D resistentes ao calor

Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS)

O ABS é capaz de suportar temperaturas até 100°C. A sua temperatura de deflexão térmica está entre 88-89°C e o seu ponto de fusão é de cerca de 200°C. O ABS também é conhecido pela sua tenacidade e resistência ao impacto. Estas permitem a impressão de peças para serem submetidas a aplicações de alto stress. Tem uma temperatura de transição vítrea de cerca de 105°C e é altamente resistente a ácidos aquosos, fosfóricos e clorídricos.

• Tecnologia: Modelação por Deposição Fundida (FDM)
• Características principais: Resistência química, resistência ao impacto
• Aplicações comuns: Tubos de drenagem/resíduos, inaladores, carcaças para componentes elétricos

ULTEM 1010

O ULTEM 1010 tem a maior resistência ao calor, resistência química e resistência à tração comparado a outros termoplásticos FDM. Está disponível em graus transparente, opaco e com enchimento de vidro. Este material tem ampla aplicação em ferramentas personalizadas para fabricação de peças de metal ou plástico, ferramentas médicas e matrizes resistentes à temperatura.

É um termoplástico de poliéterimida de alto desempenho com ponto de fusão de 340°C e temperatura de transição vítrea de 216°C. O ULTEM 1010 tem o menor coeficiente de expansão térmica. Tem certificações de contacto alimentar e biocompatibilidade, o que o torna ideal para aplicações na indústria alimentar.

• Tecnologia: Modelação por Deposição Fundida (FDM)
• Características principais: Excelente resistência ao calor, resistência à tração, baixo coeficiente de expansão térmica
• Aplicações comuns: Ferramentas médicas, matrizes resistentes à temperatura

CE 221 (Éster Cianato)

Este material é conhecido pela sua resistência a alta temperatura e rigidez. Devido à sua alta temperatura de deflexão térmica, pode ser aplicado com segurança em aplicações com altos requisitos térmicos.

A resina CE 221 tem estabilidade térmica a longo prazo com temperatura de transição vítrea de cerca de 225°C e temperatura de deflexão térmica de 231°C. Este material é capaz de suportar alta pressão e dar um acabamento de superfície altamente preciso.

• Tecnologias: Carbon DLS
• Características principais: Estabilidade térmica, rígido, resistência a alta pressão
• Aplicações comuns: Produtos industriais, componentes de montagem eletrónica, coletores de fluidos

ULTEM 9085

Este tem uma alta relação resistência-peso, alta resistência ao impacto com boa resistência ao calor. O ULTEM 9085 é altamente retardante de chama. É usado na produção de protótipos e ferramentas nas indústrias aeroespacial e automóvel. Este tem uma temperatura de transição vítrea de 186°C e temperatura de deflexão térmica de 153°C.

O ULTEM 9085, com a sua superior resistência mecânica e leveza, é adequado para a produção de componentes de uso final.

• Tecnologia: Modelação por Deposição Fundida (FDM)
• Características principais: Retardante de chama, resistência ao impacto
• Aplicações comuns: Gabaritos, fixações, moldes compósitos

Policarbonato (PC)

Este material tem ponto de fusão cristalino de cerca de 230°C – 260°C e temperatura de transição vítrea de 147°C. O policarbonato é um material tenaz e amorfo com alta resistência ao impacto, estabilidade e boas propriedades elétricas. Tem uma gama de temperatura de uso mais ampla com temperatura de deflexão térmica de 140°C. É amplamente usado para produção de capacetes de segurança, lentes para faróis de carro e vidros à prova de bala.

• Tecnologia: Modelação por Deposição Fundida (FDM)
• Características principais: Translucidez, flexibilidade
• Aplicações comuns: Lentes plásticas em óculos, equipamento de proteção, componentes automóveis

PEEK

Tem excelente resistência a produtos químicos agressivos com alta resistência mecânica e estabilidade dimensional. A sua temperatura de fusão é 343°C e tem temperatura de transição vítrea de 143°C. O PEEK tem a capacidade de reter a sua rigidez a temperaturas elevadas e pode ser aplicado para uso contínuo a temperaturas até 170°C. É usado em aeroespacial, petróleo e gás e produção de semicondutores.

• Tecnologia: Modelação por Deposição Fundida (FDM)
• Características principais: Resistência química, boa rigidez, resistência a vapor e água
• Aplicações comuns: Componentes de semicondutores, componentes de válvulas e bombas, maquinaria de processamento alimentar

PC – Like Heat Resist Translucent / Accura 48

Este é um material resistente a alta temperatura mais adequado para peças que requerem alta resistência e rigidez. É amplamente usado para fabrico de protótipos de componentes eletrónicos e de iluminação. Proporciona detalhes de características melhorados.

A 0,46 MPa de pressão de teste, o PC-Like Heat Resist Translucent tem temperatura de deflexão térmica que varia de 70 – 85°C. Esta deflexão térmica pode ser melhorada para cerca de 135°C com pós-cura térmica.

• Tecnologia: Estereolitografia (SLA)
• Características principais: Resistência à temperatura, alta resistência, rigidez
• Aplicações comuns: Componentes eletrónicos e de iluminação

Alumínio AlSi10Mg

O Alumínio AlSi10Mg tem excelente resistência a temperaturas elevadas (cerca de 200°C). Tem boa resistência à corrosão e pode ser facilmente polido. Tem boa trabalhabilidade e boa resistência a fissuras térmicas com ponto de fusão de 670°C. A resistência à fadiga é excelente a 110 N/mm².

As suas características permitem que geometrias complexas sejam impressas e são amplamente aplicadas em peças para veículos, máquinas e aeronaves. Tem resistência à tração de 450 MPa à temperatura ambiente.

• Tecnologia: Sinterização Direta a Laser de Metal (DMLS)
• Características principais: Leve, resistência ao stress
• Aplicações comuns: Motores, motores

Aço Inoxidável 316L / 1.4404

O aço inoxidável 316L pode ser usado em serviço contínuo a temperaturas até 550°C. Este material tem baixo teor de carbono e é aço inoxidável cromo-níquel-molibdénio com ponto de fusão de 1400°C. Tem excelente resistência à corrosão e estabilidade contra meios à base de cloro e ácidos não oxidantes. A sua resistência à corrosão e ductilidade tornam-no ideal para aplicações em várias indústrias como aeroespacial, médica e automóvel.

• Tecnologia: Sinterização Direta a Laser de Metal (DMLS)
• Características principais: Resistência à corrosão, ductilidade
• Aplicações comuns: Equipamento de laboratório, trocadores de calor, porcas e parafusos

Inconel 718 (Superliga de Níquel-Crómio)

O Inconel 718 é uma superliga de alta resistência à base de níquel-crómio. É resistente à corrosão, pressão extrema e temperaturas elevadas até 700°C. Este material funde a cerca de 1400°C. Tem resistência à tração de 1035 MPa. No entanto, é frágil e tem boa maquinabilidade com ferramenta de corte dura. É amplamente aplicado em fabrico, equipamento militar e indústria aeroespacial.

• Tecnologia: Sinterização Direta a Laser de Metal (DMLS)
• Características principais: Resistência à corrosão, frágil, resistência mecânica
• Aplicações comuns: Peças de motor de turbina a gás, caixas de compressor, porta-matrizes

Propriedades dos materiais 3D resistentes ao calor

A tabela seguinte compara o ponto de fusão e temperatura de transição vítrea dos 10 melhores materiais resistentes ao calor para impressão 3D:

Material	Ponto de fusão	Temperatura de transição vítrea	Resistência à tração
ABS	200°C	105°C	42,5 – 44,8 MPa
ULTEM 1010	340°C	216°C	105 MPa
CE 221	–	225°C	92 MPa
ULTEM 9085	–	186°C	71,6 MPa
PC	230 – 260°C	147°C	60 MPa
PEEK	343°C	143°C	110 MPa
Alumínio AlSi10Mg	670°C	–	450 MPa
Aço Inoxidável 316L	1.400°C	–	520 – 690 MPa
Inconel 718	1.370 – 1.430°C	–	965 MPa
PC – Like Heat Resist Translucent / Accura 48	Temp. deflexão térmica a 0,46 MPa após pós-cura térmica: 170 – 250°C	Temp. transição vítrea UV e pós-cura térmica: 122°C	50 MPa

Comparação de custos de materiais de impressão 3D resistentes ao calor

Vamos comparar os custos das três resinas do motor de cotação da Xometry para o modelo CAD:

Material	Tecnologia de impressão 3D	Custo por unidade	Custo unitário por 10 peças	Custo unitário por 100 peças
ABS	FDM	€ 9,13	€ 6,34	€ 2,57
ULTEM 1010	FDM	€ 50,03	€ 35,80	€ 34,61
CE 221	Carbon DLS	€ 645,21	€ 171,58	Preço sob consulta
ULTEM 9085	FDM	€ 53,20	€ 23,83	€ 13,66
PC	FDM	€ 34,45	€ 25,89	€ 25,03
PEEK	FDM	€ 88,42	€ 64,65	€ 47,12
PC – Like Heat Resist Translucent	SLA	€ 72,87	€ 21,64	€ 18,03
Alumínio AlSi10Mg	DMLS	€ 174,76	€ 89,19	€ 87,80
Aço Inoxidável 316L	DMLS	€ 387,12	€ 294,83	Preço sob consulta
Inconel 718	DMLS	€ 487,77	€ 333,16	Preço sob consulta

Conclusão

A Xometry Europa oferece serviços de impressão 3D online rápidos, fiáveis e altamente precisos com estas tecnologias e materiais resistentes ao calor. Através do nosso Motor de Cotação Instantânea e da nossa rede de mais de 2.000 fabricantes, garantimos que você experimente um processo de produção de peças sem falhas, desde a cotação até à entrega à porta.