10 Materiais Mais Resistentes para Impressão 3D: Durabilidade Extrema

A impressão 3D é um processo de fabrico altamente versátil capaz de produzir tanto protótipos como peças de uso final duráveis. Certas aplicações exigem que as peças impressas em 3D sejam extremamente fortes e duráveis. Estas características dependem, em grande medida, do design, bem como dos materiais de impressão 3D usados para fabricar a peça. Vamos analisar as opções dos materiais mais fortes para impressão 3D para as tecnologias disponíveis na Xometry.

Indicadores de materiais de impressão 3D fortes

Materiais fortes ou peças produzidas com eles têm alta resistência à tração, compressão ou cisalhamento. São capazes de suportar alto stress e não deformam sob cargas pesadas. Materiais fortes podem também ter boa resistência ao impacto, produtos químicos e condições climáticas adversas. A resistência das peças impressas também depende de outros fatores, como design, pós-processamento e configurações de impressão.

Os materiais de impressão 3D mais fortes disponíveis na Xometry

Diferentes tecnologias de impressão requerem diferentes plásticos ou metais para imprimir. Vamos ver que material de impressão com boa resistência cada tecnologia requer e as suas propriedades em detalhe.

CE 221 (Éster Cianato)

Este material é conhecido pela sua resistência a alta temperatura e rigidez. Devido à sua alta temperatura de deflexão térmica, o CE 221 pode ser aplicado com segurança em aplicações com altos requisitos térmicos. A resina tem estabilidade térmica a longo prazo com temperatura de transição vítrea de cerca de 225°C.

Este material é capaz de suportar alta pressão e dar um acabamento de superfície altamente preciso.

• Tecnologia de impressão 3D: Carbon DLS
• Aplicações: Produtos industriais, componentes de montagem eletrónica, coletores de fluidos

Nylon PA 12 com enchimento de carbono

A mistura de resina Nylon PA 12 com fibra de carbono picada dá a este material excelentes propriedades estruturais. A fibra de carbono ocupa 35% do seu peso. Isto permite liberdade de desenho distinta, especialmente para prototipagem.

É bastante forte e rígido, capaz de substituir metais em certas aplicações como gabaritos, fixações, guias de broca e inserts de prensa. Tem amplas aplicações nas indústrias automóvel, industrial e recreativa. O Nylon PA 12 CF é amplamente referido como o material FDM com a maior relação resistência-peso disponível.

• Tecnologia de impressão 3D: FDM
• Aplicações: Ferramentas, prototipagem

EPX 82

Este fotopolímero à base de epóxi tem uma excelente mistura de tenacidade, rigidez, durabilidade, resistência à temperatura e alta resistência à tração de 82 MPa. A sua estabilidade ultravioleta e térmica torna-o adequado para uma ampla gama de aplicações. A resina EPX 82 é capaz de dar impressões precisas.

A sua alta resistência ao impacto e ao calor permite uso contínuo em aplicações com temperaturas variáveis.

• Tecnologia de impressão 3D: Carbon DLS
• Aplicações: Gabaritos, luminárias, suportes, conectores

Policarbonato (PC)

O policarbonato é um material tenaz e amorfo com alta resistência ao impacto, estabilidade e boas propriedades elétricas. Este material permite a transmissão de luz internamente quase na mesma capacidade que o vidro. 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. Pode ser combinado com materiais retardantes de chama sem degradação significativa do material.

• Tecnologia de impressão 3D: FDM
• Aplicações: Equipamento médico, produtos industriais, componentes eletrónicos

Aço Inoxidável 17.4 / 1.4542

Este é aço cromo-níquel-cobre com alta resistência e excelente tenacidade. Tem resistência à tração de 1070 N/mm². O Aço Inoxidável 17.4 tem boa resistência à corrosão. Devido à sua alta resistência, é amplamente empregado nas indústrias aeroespacial e de alta tecnologia em componentes como engrenagens, pás de turbina, eixos, matrizes de moldagem.

Este material pode ser tratado termicamente para uma ampla variedade de níveis de dureza e tenacidade. Sinterização direta a laser de metal (DMLS) é a forma padrão de impressão com aço inoxidável. No entanto, outros métodos como binder jetting e fusão seletiva a laser (SLM) também são usados.

• Tecnologia de impressão 3D: DMLS, binder jetting, SLM
• Aplicações: Aeroespacial, indústrias de alta tecnologia

ULTEM 1010

Este material tem a maior resistência ao calor, resistência química e resistência à tração comparado a outros termoplásticos FDM. O ULTEM 1010 está disponível em graus transparente, opaco e com enchimento de vidro. 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 e pode ser considerado o material de impressão FDM mais forte disponível. 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 de impressão 3D: FDM
• Aplicações: Indústria alimentar, ferramentas

PEEK

Tem excelente resistência a produtos químicos agressivos com alta resistência mecânica e estabilidade dimensional. Tem a capacidade de reter a sua rigidez a temperaturas elevadas e pode ser empregado para uso contínuo a temperaturas até 170°C.

O PEEK, também conhecido como Poliéteretercetona, tem excelente resistência à fadiga e trinca por stress. É usado em aeroespacial, petróleo e gás e produção de semicondutores.

• Tecnologia de impressão 3D: FDM
• Aplicações: Rolamentos, vedações, válvulas, tubos

ULTEM 9085

Este tem uma alta relação resistência-peso, alta resistência ao impacto com boa resistência ao calor. É altamente retardante de chama. É usado na produção de protótipos e ferramentas nas indústrias aeroespacial e automóvel. É comparável ao nylon 6.68 (9800).

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

• Tecnologia de impressão 3D: FDM
• Aplicações: Gabaritos, fixações, moldes compósitos

Alumínio AlSiMG / EN 1706: 1998

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

Tem boa soldabilidade e é amplamente aplicado em peças para veículos, máquinas e aeronaves. Tem resistência à tração de 290 MPa à temperatura ambiente.

• Tecnologia de impressão 3D: DMLS
• Aplicações: Automóvel, aeroespacial

Aço Inoxidável 316L / 1.4404

Este material tem baixo teor de carbono e é aço inoxidável cromo-níquel-molibdénio. O Aço Inoxidável 316L tem excelente resistência à corrosão e estabilidade contra meios à base de cloro e ácidos não oxidantes. Tem alta resistência à tração de cerca de 500 N/mm².

É tipicamente usado em equipamentos de alimentos e bebidas, equipamentos farmacêuticos.

• Tecnologia de impressão 3D: DMLS
• Aplicações: Equipamentos de alimentos e bebidas, equipamentos farmacêuticos

Comparação de custos dos materiais mais fortes para impressão 3D

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

Material	Tecnologia	Resistência à Tração	Custo por unidade	Custo unitário por 10 peças	Custo unitário por 100 peças
CE 221	Carbon DLS	92 MPa	€ 645,21	€ 171,58	Preço sob consulta
Nylon PA 12 CF	FDM	76 MPa	€ 24,60	€ 18,49	€ 14,31
EPX 82	Carbon DLS	82 MPa	€ 201,85	€ 46,38	€ 46,38
PC	FDM	60 MPa	€ 34,45	€ 25,89	€ 25,03
Aço Inoxidável 17.4	DMLS	1103 MPa	€ 387,12	€ 294,83	Preço sob consulta
ULTEM 1010	FDM	105 MPa	€ 50,03	€ 35,80	€ 34,61
PEEK	FDM	110 MPa	€ 44,21	€ 32,32	€ 23,56
ULTEM 9085	FDM	70 MPa	€ 47,64	€ 35,80	€ 34,61
Alumínio AlSiMG	DMLS	230 – 290 MPa	€ 174,76	€ 89,19	€ 87,80
Aço Inoxidável 316L	DMLS	490 – 690 MPa	€ 387,12	€ 294,83	Preço sob consulta

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Conclusão

Existem dois tipos principais de materiais fortes para impressão 3D: plásticos, que podem ser impressos com FDM, SLS, SLA, Carbon DLS, MJF e metais (DMLS). A Xometry Europa oferece serviços de impressão 3D rápidos, fiáveis e altamente precisos com estas tecnologias e materiais. 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.