TPM3D ha anunciado que su polvo de nailon 12 reforzado con fibra de vidrio, Precimid1171 GF30 FR BLK, utilizado en la fabricación aditiva por sinterización selectiva por láser (SLS), ha logrado un Clasificación UL94 5VA, la clasificación más alta en la norma de inflamabilidad UL 94 para materiales poliméricos.
El resultado representa un avance técnico para la impresión 3D SLS en aplicaciones que requieren resistencia a la llama, estabilidad térmica y cumplimiento normativo, incluyendo: electrodomésticos, vehículos eléctricos (VE) y electrónica automotriz.
Materiales SLS en aplicaciones críticas para la seguridad
La impresión 3D SLS se utiliza ampliamente para la creación de prototipos funcionales y la producción de bajo volumen debido a su flujo de trabajo sin herramientas, su capacidad para producir geometrías complejas y sus ciclos de iteración relativamente cortos.
Sin embargo, en las industrias reguladas, la adopción de la fabricación aditiva basada en polímeros se ha visto limitada por las restricciones de los materiales, en particular en lo que respecta al rendimiento ignífugo.
La clasificación UL94 5VA soluciona esta limitación al permitir que las piezas de polímero fabricadas mediante manufactura aditiva cumplan con el nivel más alto de resistencia a la llama definido en la norma UL 94.
UL94 5VA: Definición y condiciones de prueba
La norma UL 94 es un método de ensayo de inflamabilidad de polímeros ampliamente utilizado. Clasifica los materiales desde HB hasta V-2, V-1 y V-0, siendo 5VB y 5VA las categorías más estrictas.
Mientras que V-0 evalúa el comportamiento de autoextinción, La norma 5VA exige resistencia a la perforación bajo una prueba de llama de 500 W aplicada a muestras planas..
En términos simplificados:
- V-0: El material se autoextingue dentro de límites de tiempo definidos.
- 5 VA: El material no se quema completamente bajo exposición a llamas de alta energía.
Esta distinción es relevante para aplicaciones como carcasas de baterías, componentes eléctricos de alto voltaje y sistemas eléctricos no supervisadosdonde la propagación de la llama debe minimizarse.
Criterios generales de evaluación (Prueba horizontal HB | Se aplica a todas las calificaciones)
| Condición de prueba | Tasa de combustión | Grado de inflamabilidad |
|---|---|---|
| Espesor de la muestra: 3–13 mm | ≤40 mm/min | HB |
| Espesor de la muestra: <3 mm | ≤75 mm/min | HB |
| La llama se extingue antes de la marca de referencia (longitud de calibre de 25 a 100 mm). | =0 mm/min | HB |
Criterios de prueba de combustión vertical (Prueba de llama vertical V-0 / V-1 / V-2)
| Condición de prueba | V‑0 | V‑1 | V‑2 |
|---|---|---|---|
| Tiempo de postcombustión por aplicación de llama única (s) | ≤ 10 | ≤ 30 | ≤ 30 |
| Tiempo total acumulado de postcombustión en 10 igniciones (s) | ≤ 50 | ≤ 250 | ≤ 250 |
| Tiempo combinado de postcombustión + incandescencia después de la segunda aplicación de la llama. | ≤ 30 | ≤ 60 | ≤ 60 |
| Las gotas llameantes encienden el indicador de algodón. | No | No | Sí: |
| La llama se propaga hasta la abrazadera de la muestra (quema completa de la muestra). | No | No | No |
Criterios de prueba vertical de alto grado (5VA / 5VB Prueba de llama de alta intensidad)
| Condición de prueba | 5VA | 5VB |
|---|---|---|
| Incandescencia residual total + resplandor residual tras 5 aplicaciones de llama por muestra(s) | ≤ 60 | ≤ 60 |
| Las gotas llameantes encienden el indicador de algodón. | No | No |
| Penetración completa a través del orificio en la muestra (<3 mm de espesor) | No | Sí: |
Descripción general del material: Precimid1171 GF30 FR BLK
Precimid1171 GF30 FR BLK es un Polvo de PA12 reforzado con un 30 % de fibra de vidrio Diseñado para la fabricación aditiva SLS.
El material combina propiedades ignífugas con refuerzo mecánico para lograr un equilibrio entre:
- rigidez
- resistencia termica
- estabilidad dimensional,
Las propiedades clave incluyen:
- Retardancia a la llama UL94 5VA
- Fórmula libre de halógenos que cumple con los requisitos de RoHS, REACH y POPs.
- Temperatura de deflexión térmica de hasta 170 °C (0.45 MPa)
- Compatibilidad con geometrías complejas producidas mediante SLS sin necesidad de utillaje.
El material está destinado a componentes funcionales de uso final en aplicaciones industriales reguladas.
Especificaciones de Precimid1171 GF30 FR BLK
| Las propiedades mecánicas | método de ensayo | Métrico |
| Color de la pieza | Visual | Negro ceniza |
| Densidad | DIN 53466 | 1.25 g / cm³ |
| Alargamiento a la rotura | ASTM D638 | 2.6% |
| Fuerza flexible | ASTM D790 | 63 MPa |
| Módulo de flexión | ASTM D790 | 2,800 MPa |
| Temperatura de deflexión del corazón 0.45 MPa | ASTM D648 | 170 ℃ |
| Temperatura de deflexión del corazón 1.82 MPa | ASTM D648 | 133 ℃ |
| Resistencia a la tracción | ASTM D638 | 40 MPa |
| Módulo de tracción | ASTM D638 | 3,500 MPa |
| Resistencia al impacto IZOD con muesca | ASTM D256 | 18 J/M |
| Resistencia al impacto IZOD sin muesca | ASTM D256 | 82 J/M |
Entorno regulatorio
La demanda de polímeros de ingeniería ignífugos sigue aumentando a medida que las normativas se vuelven más estrictas.
En la Unión Europea, los marcos pertinentes incluyen:
- Restricciones de la Directiva RoHS sobre sustancias peligrosas
- Reglamento REACH, que incluye la inclusión de más de 250 sustancias candidatas a SVHC en la lista a partir de 2026.
- Requisitos de seguridad de los productos para equipos eléctricos y electrónicos
Estas normativas han aumentado los requisitos de trazabilidad de los materiales, cumplimiento de las normas químicas y rendimiento de seguridad térmica a largo plazo.
Resultados de las pruebas UL 94:2024
Precimid1171 GF30 FR BLK fue probado por laboratorios de terceros de acuerdo con UL 94: 2024, utilizando una prueba de llama vertical de 500 W en muestras de 10 mm de espesor.
Los resultados incluyen:
- tiempo total de postcombustión y resplandor inferior a 60 segundos
- No se produce perforación de las muestras.
- no ignición del material indicador de algodón
El material cumple con los requisitos para Clasificación UL94 5VA.
Aplicaciones en sectores industriales
La combinación de resistencia al fuego, refuerzo con fibra de vidrio y capacidad de fabricación mediante SLS permite su uso en diversos sectores:
Electrodomésticos
Interruptores, conectores, carcasas de motores y componentes estructurales en sistemas de calefacción y refrigeración.
Vehículos eléctricos (VE)
Estructuras internas del paquete de baterías, carcasas de relés de alta tensión, componentes de aislamiento de las barras colectoras y piezas del sistema de carga.
Electrónica automotriz
Carcasas de unidades de control electrónico (ECU), cajas de sensores, cajas de fusibles y sistemas de conectores expuestos a temperaturas elevadas.
Equipo industrial
Carcasas para interruptores automáticos, componentes de aparamenta eléctrica y piezas de aislamiento para producción en bajo volumen.
aplicaciones aeroespaciales
Componentes interiores ligeros y prototipos funcionales que requieren resistencia al fuego.
Consideraciones sobre la fabricación mediante SLS
Cuando se utiliza con sistemas TPM3D SLS como el Plataforma P360Precimid1171 GF30 FR BLK admite un flujo de trabajo que elimina la necesidad de herramientas.
Las ventajas clave incluyen:
- Producción digital directa de piezas (CAD a pieza)
- consolidación de geometrías complejas en construcciones únicas
- Reutilización del polvo para reducir el desperdicio de material en la producción de bajo volumen.
Conclusión
La clasificación UL94 5VA amplía las posibles aplicaciones de la impresión 3D SLS a entornos con estrictos requisitos de seguridad contra incendios.
Al combinar el refuerzo de fibra de vidrio, un rendimiento térmico elevado y una alta resistencia a la llama, Precimid1171 GF30 FR BLK permite la producción de componentes poliméricos funcionales para industrias reguladas donde el rendimiento en materia de seguridad es fundamental.
TPM3D continúa desarrollando sistemas de materiales SLS para respaldar las aplicaciones de fabricación aditiva industrial que requieren un rendimiento mecánico y térmico validado.
