Introducere în polimerii ultra-performanți

Polimerii ultra-performanți, cunoscuți și sub denumirile de polimeri de înaltă performanță, superpolimeri sau polimeri speciali, ocupă vârful piramidei polimerilor. Aceste materiale oferă performanțe semnificativ superioare polimerilor tehnici tradiționali și sunt frecvent utilizate în aplicații unde în mod normal s-ar folosi metalul, evidențiindu-și astfel proprietățile remarcabile.

Imprimarea 3D a polimerilor ultra-performanți este o tehnologie relativ nouă, devenită posibilă datorită imprimantelor 3D industriale de înaltă performanță marca miniFactory. Imprimanta 3D Ultra 2 a fost dezvoltată special pentru imprimarea acestor polimeri, iar camera de imprimare încălzită la 250°C permite obținerea unei calități optime pentru piesele imprimate din materiale polimerice de înaltă performanță.

Caracteristicile principale ale polimerilor ultra-performanți

Cele mai importante proprietăți ale acestor polimeri sunt legate de aplicații care necesită temperaturi de operare ridicate, de până la 250°C, în combinație cu substanțe chimice corozive sau agresive. O altă utilizare majoră este în înlocuirea metalului. Deși metalul este durabil, este și greu, costisitor și susceptibil la coroziune în timp. Numeroase industrii caută soluții noi, acolo unde metalul nu mai este o opțiune viabilă.

Rezistență la substanțe chimice și solvenți agresivi

Rezistența chimică extremă a polimerilor de înaltă performanță permite utilizarea acestora în medii unde metalele se oxidează sau ruginesc frecvent. Aceste materiale asigură fiabilitate pe termen lung și reduc timpii de oprire datorită rezistenței lor excelente la substanțe chimice și solvenți, chiar și în cele mai dificile medii și aplicații.

 

Metalele necesită finisaje și acoperiri costisitoare pentru a rezista în astfel de medii. Dacă suprafața metalică este zgâriată sau acoperirea se deteriorează, materialul este rapid supus coroziunii, ducând la pierderi de material și degradarea proprietăților mecanice. În cazul polimerilor, astfel de tratamente nu sunt necesare.

 

Polimerii de înaltă performanță prezintă o rezistență chimică extremă la acizi, alcooluri, combustibili, uleiuri și solvenți halogenați, ceea ce îi face ideali pentru componente de precizie în manipularea fluidelor, utilizate în industriile chimică și de procesare.

Fără coroziune, în mod natural

Spre deosebire de metale, materialul plastic este colorat înainte de imprimarea 3D, nefiind necesare tratamente separate, precum vopsirea, pentru piesele finite. Coroziunea cauzată de umiditate este o problemă majoră la piesele metalice, iar majoritatea metalelor necesită o acoperire specială pentru a preveni degradarea în timp. Totuși, aceste acoperiri pot fi sensibile la uzură, ceea ce afectează durata de viață a piesei.

 

Există aliaje rezistente la coroziune, dar acestea sunt considerabil mai scumpe, ceea ce reprezintă o provocare pentru controlul costurilor. Polimerii de înaltă performanță și piesele compozite din polimeri sunt în mod natural rezistente la coroziune și nu prezintă efecte galvanice în combinație cu alte metale, eliminând astfel nevoia de învelișuri izolatoare.

Raport rezistență-greutate excelent pentru eficiență sporită

Industria caută constant materiale puternice, dar ușoare, pentru a simplifica proiectarea componentelor, a reduce costurile sistemelor și a crește durabilitatea în condiții dificile.

 

Prin utilizarea polimerilor de înaltă performanță în locul metalelor, produsele pot fi realizate mult mai ușoare. Astfel, se obține o eficiență mai bună a consumului de combustibil și o durabilitate crescută.

 

Polimerii sunt de până la șase ori mai ușori decât multe metale. De exemplu, companiile din domeniul aerospațial pot realiza economii importante la costurile cu combustibilul prin înlocuirea pieselor metalice cu piese din polimeri de înaltă performanță.

Temperatura de operare de până la 250°C deschide noi posibilități

Materialele plastice tehnice tradiționale au fost mult timp limitate de temperatura de operare. Dacă cele mai comune polimeri tehnici rezistă până la aproximativ 100°C, polimerii de înaltă performanță permit funcționarea la temperaturi de peste 250°C.

În multe aplicații, plasticul ar fi fost soluția ideală dacă temperatura de funcționare permisă ar fi fost mai mare. Până acum, industria a preferat piese metalice grele, scumpe și cu durată de viață scurtă în medii inadecvate metalului. Cu imprimarea 3D a polimerilor ultra-performanți, nu mai este nevoie de compromisuri – se poate alege materialul optim pentru aplicație.

 

Există nenumărate aplicații în industria de procesare, de la tratamente termice la etapele de uscare în liniile de vopsire. În aceste cazuri, imprimarea 3D cu polimeri de înaltă performanță oferă o soluție optimă și eficientă din punct de vedere al costurilor.

Izolație electrică extremă în toate formele

Polimerii de înaltă performanță oferă proprietăți excelente de izolație electrică și performanțe termice îmbunătățite. Izolația de calitate este esențială pentru echipamentele care gestionează curenți electrici. Când această izolație este combinată cu rezistență termică ridicată (peste 250°C), domeniul de aplicabilitate se extinde rapid.

 

Pe măsură ce vehiculele devin mai ușoare și electrificate, se caută materiale mai durabile și mai sigure. Polimerii de înaltă performanță sunt rezistenți la fluxul de electroni datorită numărului scăzut de particule subatomice, prevenind astfel trecerea curentului electric prin material.

 

Metalele necesită acoperiri scumpe pentru a obține proprietăți de izolație, însă chiar și în aceste condiții, nu ating performanțele oferite de polimeri.

Durabilitate și silențiozitate datorită proprietăților autolubrificante

Polimerii de înaltă performanță rezistă bine la frecare și uzură, fiind soluții ideale pentru aplicații solicitante. Coeficientul redus de frecare permite utilizarea componentelor polimerice în condiții uscate, fără lubrifianți.

 

Prin utilizarea polimerilor în locul metalelor, se pot obține piese durabile, silențioase și cu vibrații reduse.

 

În cazul contactelor metal-metal, lubrifianții sunt esențiali. Chiar și cu lubrifiere regulată, metalele se uzează mai repede decât polimerii. Polimerii de înaltă performanță sunt o alegere excelentă pentru ingineria mecanică, piesele fiind complexe și cu performanțe tribologice remarcabile. Proprietățile autolubrificante prelungesc durata de viață a componentelor și reduc nevoia de întreținere.

Sterilizare repetată prin toate metodele comune

Materialele plastice utilizate în industria medicală și alimentară trebuie să fie sterilizabile pentru a asigura siguranța operațională fără afectarea performanței. Polimerii de înaltă performanță oferă proprietăți excelente de curățare și sterilizare, fiind soluții potrivite pentru aplicații exigente.

 

În industria medicală, curățenia instrumentelor este vitală, infecțiile fiind printre cele mai mari riscuri pentru pacienți – risc ce poate fi prevenit prin utilizarea de echipamente ce pot fi sterilizate eficient.

 

În industria alimentară, sterilizarea este o operație frecvent repetitivă. Este esențial ca procesul să nu degradeze piesele. Polimerii precum PPSU sau ULTEM1010 suportă cicluri repetate de sterilizare și metode dure precum sterilizarea chimică, cu abur sau radiații, fără deteriorări semnificative.

Aprobări specifice industriei

Majoritatea polimerilor ultra-performanți sunt clasificați conform standardului UL94 V-0 privind inflamabilitatea. UL94 este unul dintre cele mai utilizate teste de flamabilitate pentru materiale plastice, iar această clasificare permite utilizarea materialelor în aplicații dificile.

 

În plus, unele materiale au aprobări specifice industriei. De exemplu, rășina ULTEM9085 respectă standardele din aviație prin conformitatea FST și scorul OSU de 55/55. Rășina ULTEM9085 și materialul PEKK îndeplinesc și standardul EN45545-2 din industria feroviară, legat de inflamabilitate și emisii toxice.

 

Materiale precum ULTEM1010 sau PC-S au certificare pentru contact alimentar conform EU 10/2011 și FDA 21 CFR, fiind potrivite pentru aplicații în industria alimentară.

 

Așadar, putem afirma că polimerii ultra-performanți își merită pe deplin numele, putând fi utilizați în cele mai solicitante aplicații.

Pentru mai multe informații:

Contactați-ne