L’estat de l’art de les tecnologies d’impressió 3D amb materials polimèrics i les propietats i característiques dels materials plàstics impresos amb aquesta tecnologia han estat les principals temàtiques de la primera jornada del cicle Àgora del MAV sobre Fabricació Additiva, un espai de diàleg impulsat des del Grup de Treball de Manufactura Avançada del Clúster MAV, que pretén una transferència de coneixement i de solucions tecnològiques disponibles entre agents de l’ecosistema dels materials avançats.
La jornada, celebrada el passat 16 de juny, ha comptat amb un panell d’experts en fabricació additiva: Magí Galindo, Director de IAM 3DHUB i Cap d’Innovació i Tecnologia de Manufactura Additiva a Leitat, Luca Chiochia, Responsable de Desenvolupament de Negoci a ELIX Polymers i David Pascual, Responsable Comercial i Màrqueting d’Impressió 3D a Lubrizol.
La sessió ha començat amb la ponència de Magí Galindo, Director de IAM 3DHUB i Cap d’Innovació i Tecnologia de Manufactura Additiva a Leitat, el qual ha introduït què s’està fent avui en dia en l’àmbit de la fabricació additiva amb polímers i les seves principals tecnologies de fabricació, ressaltant els avantatges i les limitacions per cadascuna d’elles. “La fabricació additiva és una alternativa als processos de fabricació convencionals, sense intenció de substituir-los”, ha explicat. “Ens permet fabricar peces sense necessitat d’utilitzar eines o utillatges, amb unions selectives directes del material”, ha afegit durant la seva intervenció.
Galindo ha exposat en detall les particularitats de les principals tecnologies i els tipus de materials polimèrics aptes per a la impressió 3D: termoplàstics (amorfs i semi cristal·lins), materials plàstics termoestables, elastòmers termoestables i elastòmers termoplàstics (TPEs).
Els polímers termoestables, com el poliuretà (PU), van ser els primers en utilitzar-se per a la fabricació additiva mitjançant la tècnica de la fotopolimerització, com la Stereo Lithography (SLA) o el Direct Light Processing (DLP). En ambdós casos, el procés es base en la curació selectiva d’un polímer líquid mitjançant radiació lumínica. Per aquest tipus de materials, també es pot utilitzar la tecnologia de Projecció de Material (Material Jetting), en la qual es diposita el material de manera selectiva en forma de gotes, o bé la tecnologia d’Extrusió de Material (Fabricació per Filament Fos o FFF), en la qual el material es dispensa selectivament a través d’un forat o broquet.
A part de la tecnologia d’Extrusió de Material, que també pot utilitzar-se per polímers termoplàstics i elastòmers termoplàstics (TPEs) -com per exemple, el PU, PS, PP, ABS, PC, TPU, TPC, TPA - per aquest tipus de materials, la tecnologia més utilitzada és la de la Fosa en Llit de Pols (PBF), procés en el qual una font d’energia tèrmica fon selectivament les àrees d’interès d’un llit de pols del material TPE. Multi Jet Fusion o Selective Llayer Sintering són les tecnologies més conegudes que utilitzen aquest procés.
L’ABS (l’Acrilonitril Butadiè Estirè) és un termoplàstic molt resistent a l’impacte i que suporta altes temperatures, àmpliament utilitzat en impressió 3D per aplicacions que requereixen resistència, una àgil processabilitat i l’opció d’integrar processos d’acabat superficial. ELIX Polymers formula i fabrica diferents tipus d’ABS en format granulometria per la tecnologia d’Extrusió de Material FFF.
Premiats com el proveïdor d’ABS més ben valorat d’Europa, ELIX Polymers disposa d’un ampli portafolis d’ABS, cada un d’ells formulat per a un sector específic. “Tenim, per exemple: l’ELIX ABS-3D FC, un material bio compatible que pot ser utilitzat en pròtesis o guies quirúrgiques, l’ELIX-ABS 3D HI, amb propietats d’alt impacte dissenyat per aplicacions de l’automoció, o l’ABS-3D PC, que cobreix necessitats d’impressió d’ús industrial i amb el qual s’estan fabricant peces com rosques o cargols”, explica Luca Chiochia, Responsable de Desenvolupament de Negoci a ELIX Polymers, sobre les seves formulacions d’ABS per a impressió 3D.
Peces fetes amb ABS d’ELIX Polymers. Esquerra: Carcassa de fars d’automòbil impresa amb el material ELIX-ABS 3D HI. Dreta: Cargol imprès amb ABS-3D PC, la formulació més recent d’ELIX Polymers per cobrir necessitats d’impressió per aplicacions industrials
El TPU (Poliuretà Termoplàstic) és material polimèric de la família dels elastòmers termoplàstics que pot usar-se per a la impressió 3D gràcies a la seva alta flexibilitat i durabilitat. La fabricació additiva d’aquest tipus de material obre moltes possibilitats industrials en diferents mercats, com el mèdic, amb la creació de mascaretes protectores reutilitzables i de fàcil esterilització, o peces prostètiques; el del calçat, amb la fabricació de soles elàstiques; o el de l’automoció, amb peces lleugeres i resistents a l’impacte i a temperatures fins a 200C.
A Lubrizol comercialitzen diferents tipus de TPU en pols, entre els que es troba el seu TPU comercial ESTANE® 3D TPU M95A. Aquest material destaca per la seva alta resistència a l’abrasió, resistència a les baixes temperatures, bona elongació i disposa de la certificació per estar en contacte amb la pell (ISO 10993-5 i ISO 10993-10), entre altres.
Aplicacions del ESTANE® 3D TPU M95A de Lubrizol. Esquerra: Soles customitzades (Font: Podotech3D). Centre: Casc de protecció per a la resistència a l’impacte (Font: OrthoSolid). Dreta: Peces de dron amb disseny complexos. (Font: RE3DTECH)
L'ESTANE® 3D TPU M95A, tal com afirma el Responsable Comercial i Màrqueting d’Impressió 3D de Lubrizol David Pascual, és l’únic TPU comercial validat per utilitzar amb la tecnologia d’impressió 3D HP Multi Jet Fusion 4200 series desenvolupada per HP, la tecnologia més estesa i consolidada per utilitzar amb el material Poliamida 12 (PA 12).
“A més d’aportar els materials per la impressió, actualment estem intentant donar suport a tota la cadena de valor, des del disseny fins els processos posteriors de la impressió de les peces per tal d’obtenir les millors característiques i millors funcionalitats possibles”, puntualitza Pascual.
_20210324092110.png)
