TPM3D a annoncé que sa poudre de nylon 12 chargée de verre, Précimid1171 GF30 FR BLK, utilisé dans la fabrication additive par frittage laser sélectif (SLS), a atteint un Puissance nominale UL94 5VA, la classification la plus élevée de la norme d'inflammabilité UL 94 pour les matériaux polymères.
Ce résultat représente une avancée technique pour l'impression 3D SLS dans les applications exigeant une résistance à la flamme, une stabilité thermique et la conformité réglementaire, notamment appareils électroménagers, véhicules électriques (VE) et électronique automobile.
Matériaux SLS dans les applications critiques pour la sécurité
L'impression 3D SLS est largement utilisée pour le prototypage fonctionnel et la production en petites séries grâce à son flux de travail sans outil, sa capacité à produire des géométries complexes et ses cycles d'itération relativement courts.
Cependant, dans les industries réglementées, l'adoption de la fabrication additive à base de polymères a été limitée par des contraintes liées aux matériaux, notamment en matière de résistance au feu.
La classification UL94 5VA remédie à cette limitation en permettant aux pièces en polymère fabriquées par impression 3D de répondre au plus haut niveau de résistance à la flamme défini dans la norme UL 94.
UL94 5VA : Définition et conditions d’essai
La norme UL 94 est une méthode d'essai d'inflammabilité des polymères largement utilisée. Elle classe les matériaux de HB à V-2, V-1 et V-0, les catégories 5VB et 5VA représentant les exigences les plus strictes.
Alors que V-0 évalue le comportement d'auto-extinction, La norme 5VA exige une résistance à la perforation lors d'un test de flamme de 500 W appliqué à des échantillons plats..
En termes simplifiés :
- V-0 : le matériau s'éteint de lui-même dans des délais définis
- 5 VA : Le matériau ne brûle pas sous l'effet d'une exposition à une flamme de haute énergie.
Cette distinction est pertinente pour des applications telles que boîtiers de batteries, composants électriques haute tension et systèmes électriques sans surveillance, où la propagation de la flamme doit être minimisée.
Critères généraux du test (Test horizontal HB | S'applique à toutes les évaluations)
| Condition de test | Taux de combustion | Classe d'inflammabilité |
|---|---|---|
| Épaisseur de l'échantillon : 3–13 mm | ≤40 mm/min | HB |
| Épaisseur de l'échantillon : <3 mm | ≤75 mm/min | HB |
| La flamme s'éteint avant le repère (longueur de jauge de 25 à 100 mm). | =0 mm/min | HB |
Critères d’essai de combustion verticale (essai de flamme verticale V‑0 / V‑1 / V‑2)
| Condition de test | V‑0 | V‑1 | V‑2 |
|---|---|---|---|
| Durée de postcombustion par application de flamme unique (s) | ≤ 10 | ≤ 30 | ≤ 30 |
| Durée totale cumulée de la postflamme sur 10 allumages (s) | ≤ 50 | ≤ 250 | ≤ 250 |
| Durée combinée de la post-flamme et de la rémanence après la 2e application de flamme (s) | ≤ 30 | ≤ 60 | ≤ 60 |
| Des gouttes enflammées enflamment l'indicateur de coton | Non | Non | Oui |
| La flamme se propage à la pince porte-échantillon (combustion complète de l'échantillon). | Non | Non | Non |
Critères d'essai vertical de haute qualité (essai de flamme haute intensité 5VA / 5VB)
| Condition de test | 5VA | 5VB |
|---|---|---|
| Rémanence totale + post-luminescence après 5 applications de flamme par échantillon(s) | ≤ 60 | ≤ 60 |
| Des gouttes enflammées enflamment l'indicateur de coton | Non | Non |
| Pénétration complète du trou traversant dans l'échantillon (épaisseur < 3 mm) | Non | Oui |
Aperçu du matériau : Precimid1171 GF30 FR BLK
Precimid1171 GF30 FR BLK est un poudre de PA12 renforcée à 30 % de fibres de verre conçu pour la fabrication additive SLS.
Ce matériau associe des propriétés ignifuges à un renforcement mécanique pour obtenir un équilibre entre :
- raideur
- résistance thermique
- stabilité dimensionnelle
Les propriétés clés incluent :
- UL94 5VA ignifuge
- Formulation sans halogène conforme aux exigences RoHS, REACH et POP
- Température de fléchissement sous charge jusqu'à 170 °C (0.45 MPa)
- Compatibilité avec les géométries complexes produites par SLS sans outillage
Ce matériau est destiné à la fabrication de pièces fonctionnelles pour des applications industrielles réglementées.
Spécifications du Precimid1171 GF30 FR BLK
| Propriétés mécaniques | Méthode d'essai | Métrique |
| Couleur de la pièce | Visuel | Noir cendré |
| Densité | DIN 53466 | 1.25 g / cm³ |
| Allongement à la rupture | ASTM D638 | 2.6 % |
| Résistance à la flexion | ASTM D790 | 63 MPa |
| Module de flexion | ASTM D790 | 2,800 MPa |
| Température de déflexion du cœur 0.45 MPa | ASTM D648 | 170 ℃ |
| Température de déflexion du cœur 1.82 MPa | ASTM D648 | 133 ℃ |
| Résistance à la traction | ASTM D638 | 40 MPa |
| Module de traction | ASTM D638 | 3,500 MPa |
| Résistance aux chocs IZOD avec encoche | ASTM D256 | 18 J/M |
| Résistance aux chocs IZOD sans entaille | ASTM D256 | 82 J/M |
Environnement réglementaire
La demande en polymères techniques ignifuges continue d'augmenter à mesure que les exigences réglementaires deviennent plus strictes.
Au sein de l'Union européenne, les cadres pertinents comprennent :
- Restrictions de la directive RoHS sur les substances dangereuses
- Règlement REACH, y compris la liste des substances candidates extrêmement préoccupantes (SVHC) qui dépassera 250 substances en 2026
- Exigences de sécurité des produits pour les équipements électriques et électroniques
Ces réglementations ont renforcé les exigences en matière de traçabilité des matériaux, de conformité chimique et de performance de sécurité thermique à long terme.
Résultats des tests UL 94:2024
Le Precimid1171 GF30 FR BLK a été testé par des laboratoires tiers conformément aux normes en vigueur. UL 94: 2024, en utilisant un test de flamme verticale de 500 W sur des échantillons de 10 mm d'épaisseur.
Les résultats comprennent:
- Durée totale de la rémanence et de la persistance de la flamme inférieure à 60 secondes
- aucune brûlure des échantillons
- aucune inflammation du matériau indicateur en coton
Le matériau répond aux exigences de Classification UL94 5VA.
Applications dans les secteurs industriels
L'association de la résistance au feu, du renforcement en fibres de verre et de la facilité de fabrication par SLS permet une utilisation dans plusieurs secteurs :
Electroménager
Interrupteurs, connecteurs, carters de moteurs et composants structurels des systèmes de chauffage et de refroidissement.
Véhicules électriques (VE)
Structures internes des blocs-batteries, boîtiers de relais haute tension, composants d'isolation des barres omnibus et pièces du système de charge.
Électronique automobile
Boîtiers d'ECU, boîtiers de capteurs, boîtes à fusibles et systèmes de connecteurs exposés à des températures élevées.
Équipement industriel
Boîtiers de disjoncteurs, composants d'appareillage de commutation et pièces d'isolation pour production en petite série.
Applications aéronautiques
Composants intérieurs légers et prototypes fonctionnels nécessitant une résistance à la flamme.
Considérations relatives à la fabrication par SLS
Lorsqu'il est utilisé avec des systèmes TPM3D SLS tels que le Plateforme P360, Precimid1171 GF30 FR BLK prend en charge un flux de travail qui élimine les besoins en outillage.
Les principaux avantages incluent :
- production directe numérique-pièce (CAO à pièce)
- consolidation de géométries complexes en structures uniques
- Réutilisation des poudres pour réduire le gaspillage de matériaux dans la production à faible volume
Conclusion
La classification UL94 5VA étend les applications potentielles de l'impression 3D SLS aux environnements soumis à des exigences strictes en matière de sécurité incendie.
En combinant le renforcement par fibres de verre, des performances thermiques élevées et une résistance élevée aux flammes, le Precimid1171 GF30 FR BLK permet la production de composants polymères fonctionnels pour les industries réglementées où la performance en matière de sécurité est essentielle.
TPM3D continue de développer des systèmes de matériaux SLS pour soutenir les applications de fabrication additive industrielle nécessitant des performances mécaniques et thermiques validées.
