IDEA 1.61.
Asegúrese de que sus piezas impresas en 3D no ardan en llamas utilizando materiales ignífugos que puedan auto-extinguirse.
Asegurarse de que sus piezas y componentes impresos en 3D no son propensos a incendiarse fácilmente o a propagar las llamas es fundamental para diversas aplicaciones. Por lo tanto, el uso de materiales que puedan evitar la propagación del fuego es prudente y a menudo lo exigen los organismos reguladores.
Los polímeros ignífugos son especialmente importantes en las industrias aeroespacial y del automóvil. Pero incluso las pequeñas empresas que imprimen carcasas para productos electrónicos o los estudios de diseño que imprimen lámparas en 3D pueden beneficiarse de ofrecer productos ignífugos.
Si su pieza o producto debe cumplir una norma industrial de autoextinguibilidad, hay varios productos certificados en el mercado que cumplen los requisitos internacionales (hemos enumerado muchos de ellos a continuación). Sin embargo, muchos polímeros, como el PEEK y el ULTEM, son ignífugos por naturaleza y pueden no tener certificaciones específicas. Es posible que los fabricantes de estos polímeros hayan realizado sus propias pruebas sobre el material para asegurarse de que son ignífugos, pero no han pasado por el proceso de certificación.
Sin embargo, el ULTEM mezclado con otro polímero puede dejar de ser ignífugo. En este caso, el fabricante puede añadir una sustancia química ignífuga al material. Cada vez que un material de impresión 3D es una mezcla de polímeros, no hay manera de determinar su resistencia a la llama sin pruebas de laboratorio. No asuma que todos los filamentos basados en ULTEM o PEEK son ignífugos.
Aquí exploramos sus opciones para la impresión 3D con materiales ignífugos certificados en filamentos y polvos de polímero para el sinterizado selectivo por láser, así como la impresión SLA con resinas. Si no está seguro de que su aplicación necesite imprimirse con materiales ignífugos o de lo que significan las certificaciones, vaya hasta el final.
Materiales ignífugos (FR).
| MARCA Y MATERIAL | TIPO DE POLIMERO | PRODUCTO | CERTIFICACIONES | PRECIO |
| Formfutura ABSpro ignífugo | abdominales | Filamento | UL 94 V-0 | $ 35 / 500g |
| Ónix forjado con marcas FR | Nylon relleno de fibra de carbono | Filamento | UL 94 V-0 | $ 260/800 cc |
| Essentium TPU 90A FR | TPU | Filamento | UL 94 V-0 y FAR 25.853 | $ 98 / 750g |
| 3DXTech Firewire ignífugo PC-ABS | abdominales | Filamento | UL 94 V-0 | $ 78/1 kg |
| 3DXTech Firewire ABS-FR | abdominales | Filamento | UL 94 V-0 | $ 68/1 kg |
| BASF Ultrafuse PC / ABS FR | PC / ABS | Filamento | UL 94 V-0 | $ 52 / 750g
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| DSM Novamid AM1030 FR | Nylon | Filamento | UL 94 V-0 | $ 212/1 kg |
| Clairant PA6 / 66 GF20 | Nylon relleno de vidrio | Filamento | UL 94 V-0 | $ 200/1 kg |
| Solvay Solef PVDF AM | PVDF | Filamento | UL 94 V-0 | $ 200 / 750g |
| Kimya PEI 9085 | PEI | Filamento | UL 94 V-0, FAR 25.853 y EN45545 | $ 336/1 kg |
| Fibra de carbono Kimya PEKK | Fibra de carbono PEKK | Filamento | UL 94 V-0 | $ 590 / .5 kg |
| Sabic ULTEM 1010 | PEI | Filamento | UL 94 V-0, FAR 25.853 y | $ 165/1 kg |
| Lehvoss Luvocom 3F Peek CF 9710 BK | Fibra de carbono PEEK | Filamento | UL 94 V-0 | $ 120/1 kg |
| EOS PA 2210 FR Nilón | Nylon | Polvo de polímero | LEJOS 25.853 | |
| EOS PA 2241 FR Nilón | Nylon | Polvo de polímero | UL 94 V-0 y FAR 25.853 | |
| 3D Systems DuraForm FR 100 | polímero | Polvo de polímero | UL 94 V-0 y FAR 25.853 | |
| CRP Tech Windform FR2 y FR1 | compuesto | Polvo de polímero | LEJOS 25.853 | |
| Cubicure Evolution FR | resina | SLA | UL 94 V-0 | |
| Henkel LOCTITE 3D 3955 | resina | SLA | UL 94 V-0 y FAR 25.853 |
Qué significa ignífugo y por qué lo necesita.
Los materiales ignífugos ralentizan la propagación del fuego porque son más resistentes a incendiarse y permanecer en el fuego, pero no son ignífugos. Están diseñados para minimizar el riesgo de que se produzca un incendio al entrar en contacto con una pequeña fuente de calor, como una pequeña llama o un fallo eléctrico.
Los materiales pueden conseguir ser ignífugos de varias maneras:
- Utilizando productos químicos que reaccionan endodérmicamente cuando se calientan. Esto significa que las sustancias químicas que intervienen en la reacción absorben esencialmente el calor, reduciendo las temperaturas y ralentizando los incendios.
- Liberar un gas inerte cuando se calienta, que actúa para sofocar las llamas cortándole el oxígeno.
- Tener capas ardientes que protegen las capas no quemadas mediante el proceso de carbonización.
En general, cualquier componente de plástico cercano a la corriente eléctrica requiere algún tipo de resistencia o retardante al fuego. Las tuercas de los cables, las cajas de conexión y los soportes internos de los cables son ejemplos de componentes que corren el riesgo de incendiarse si se produce un problema eléctrico. Además, las máquinas industriales, las herramientas de bricolaje y los equipos domésticos, como los microondas, las tostadoras y los lavavajillas, contienen componentes ignífugos.
En las industrias automotriz y aeroespacial, el interior de los vehículos, como el interior de un avión o la cabina de un coche de carreras, también necesita evitar la propagación del fuego para proteger a los ocupantes humanos.
Certificaciones y normas para materiales ignífugos.
En la tabla de productos anterior, observará una serie de normas de certificación que indican que un material es ignífugo, pero ¿qué significan realmente? Echemos un vistazo.
Underwriters Laboratories UL 94.
La norma UL 94 es probablemente la más común en materia de retardancia de la llama. Esta norma define el grado de ignifugación de un material sometiéndolo a pruebas específicas. El proceso de prueba para obtener esta certificación incluye que una pieza se prenda fuego repetidamente con una llama externa.
Para conseguir la codiciada calificación 94 V-0, la pieza debe presentar las siguientes propiedades:
- Ardiendo durante menos de 10 segundos después de la primera y segunda quema. Esto demuestra la rapidez con la que las piezas fabricadas con el material dejaban de arder.
- El resplandor después de la segunda llama debe durar menos de 30 segundos. Esto es una buena guía sobre la rapidez con la que la pieza se enfría después de ser incendiada. Cuanto más tiempo permanezca una pieza lo suficientemente caliente como para brillar, más probable será que vuelva a encender otra pieza cercana.
- Después de prenderle fuego diez veces, no se permitió que goteara ningún material que pudiera encender la guata de algodón. El goteo de material que puede encender otro material es una señal de que un componente podría encender otros incendios en su entorno inmediato.
- La combustión no podía consumir toda la muestra. Esta es una medida útil de la dificultad de que una llama se desplace a lo largo del material.
Con 94-V.0 la combustión se detiene en 10 segundos en una muestra vertical, 94-V.1, y 94-V.2 significa que la combustión se detiene en 30 segundos, y así sucesivamente hasta 94-5VA y 94-5VB, que indican que una muestra arderá pero dejará de arder en 60 segundos.
FAR 25.853.
La FAA (Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos) diseñó una prueba de mechero Bunsen vertical para determinar la inflamabilidad de los materiales utilizados en el interior de los aviones, tanto en la cabina como en los compartimentos de carga. Se llama FAR 25.853, y no es raro ver un sello “FAR 25.853 – aprobado” en algunos productos de plástico. Para cumplir la norma, las muestras se mantienen en posición vertical dentro de un recinto y se aplica una llama de mechero Bunsen desde abajo durante 60 o 12 segundos. Una vez transcurrido el tiempo de aplicación de la llama, se observa el material. Se documentan el tiempo de la llama, el tiempo de ignición, la duración del quemado y el tiempo de la llama de goteo del material.
Sobre el autor: Alejandro Auerbach es ingeniero mecánico especializado en fabricación aditiva en Solid Print3D.
Artículo original disponible en: 3ALLDP.