TPM3D telah mengumumkan bahwa bubuk nilon 12 berisi kaca miliknya, Precimid1171 GF30 FR BLK, yang digunakan dalam manufaktur aditif selective laser sintering (SLS), telah mencapai Peringkat UL94 5VA, klasifikasi tertinggi dalam standar mudah terbakar UL 94 untuk material polimer.
Hasil ini merupakan kemajuan teknis untuk pencetakan 3D SLS dalam aplikasi yang membutuhkan ketahanan terhadap api, stabilitas termal, dan kepatuhan terhadap peraturan, termasuk peralatan rumah tangga, kendaraan listrik (EV), dan elektronik otomotif.
Material SLS dalam Aplikasi Kritis Keselamatan
Pencetakan 3D SLS banyak digunakan untuk pembuatan prototipe fungsional dan produksi volume rendah karena alur kerjanya yang tanpa alat, kemampuannya untuk menghasilkan geometri kompleks, dan siklus iterasi yang relatif singkat.
Namun, di industri yang teregulasi, penerapan manufaktur aditif berbasis polimer dibatasi oleh kendala material, khususnya dalam hal kinerja tahan api.
Klasifikasi UL94 5VA mengatasi keterbatasan ini dengan memungkinkan komponen polimer yang diproduksi secara aditif untuk memenuhi tingkat ketahanan api tertinggi yang didefinisikan dalam standar UL 94.
UL94 5VA: Definisi dan Kondisi Pengujian
Standar UL 94 adalah metode pengujian mudah terbakar polimer yang banyak digunakan. Standar ini mengklasifikasikan material dari HB hingga V-2, V-1, dan V-0, dengan 5VB dan 5VA mewakili kategori yang paling ketat.
Sementara V-0 mengevaluasi perilaku yang memadamkan diri sendiri, 5VA memerlukan ketahanan terhadap tembusan akibat uji nyala api 500W yang diterapkan pada spesimen datar..
Secara sederhana:
- V-0: Bahan tersebut padam sendiri dalam batas waktu yang ditentukan.
- 5VA: material tidak terbakar habis saat terpapar api berenergi tinggi.
Perbedaan ini relevan untuk aplikasi seperti wadah baterai, komponen listrik tegangan tinggi, dan sistem listrik tanpa pengawasan., di mana penyebaran api harus diminimalkan.
Kriteria Uji Umum (Uji Horizontal HB | Berlaku untuk Semua Peringkat)
| Tes kondisi | Tingkat Pembakaran | Tingkat Kemudahan Terbakar |
|---|---|---|
| Ketebalan spesimen: 3–13 mm | ≤40 mm/menit | HB |
| Ketebalan spesimen: <3 mm | ≤75 mm/menit | HB |
| Api padam sebelum tanda referensi (panjang pengukur 25~100 mm) | =0 mm/menit | HB |
Kriteria Uji Pembakaran Vertikal (Uji Nyala Api Vertikal V‑0 / V‑1 / V‑2)
| Tes kondisi | V‑0 | V‑1 | V‑2 |
|---|---|---|---|
| Waktu nyala api setelah aplikasi nyala api tunggal (s) | ≤ 10 | ≤ 30 | ≤ 30 |
| Total kumulatif waktu nyala api sisa selama 10 kali penyalaan (s) | ≤ 50 | ≤ 250 | ≤ 250 |
| Waktu nyala api gabungan + waktu pijar setelah aplikasi nyala api kedua (s) | ≤ 30 | ≤ 60 | ≤ 60 |
| Tetesan api menyulut indikator kapas | Tidak | Tidak | Ya |
| Api menyebar ke penjepit spesimen (seluruh spesimen terbakar habis) | Tidak | Tidak | Tidak |
Kriteria Uji Vertikal Tingkat Tinggi (Uji Nyala Api Intensitas Tinggi 5VA / 5VB)
| Tes kondisi | 5VA | 5VB |
|---|---|---|
| Total nyala api sisa + cahaya setelah penyalaan api selama 5 kali aplikasi api per spesimen(s) | ≤ 60 | ≤ 60 |
| Tetesan api menyulut indikator kapas | Tidak | Tidak |
| Penetrasi lubang tembus penuh pada spesimen (<3 mm ketebalan) | Tidak | Ya |
Gambaran Umum Material: Precimid1171 GF30 FR BLK
Precimid1171 GF30 FR BLK adalah Bubuk PA12 yang diperkuat serat kaca 30% Dirancang untuk manufaktur aditif SLS.
Material ini menggabungkan sifat tahan api dengan penguatan mekanis untuk mencapai keseimbangan antara:
- kekakuan
- tahan panas
- stabilitas dimensi
Properti utama meliputi:
- Ketahanan api UL94 5VA
- Formulasi bebas halogen yang sesuai dengan persyaratan RoHS, REACH, dan POPs.
- Suhu defleksi panas hingga 170°C (0.45 MPa)
- Kompatibilitas dengan geometri kompleks yang dihasilkan melalui SLS tanpa perkakas.
Material ini ditujukan untuk komponen fungsional akhir dalam aplikasi industri yang diatur.
Spesifikasi Precimid1171 GF30 FR BLK
| Peralatan mekanis | Metode uji | metrik |
| Warna Bagian | visual | Ash Black |
| Kepadatan | DIN 53466 | 1.25 g / cm³ |
| Perpanjangan putus | ASTM D638 | 2.6% |
| Kekuatan lentur | ASTM D790 | 63 MPa |
| Modulus lentur | ASTM D790 | 2,800 MPa |
| Suhu defleksi jantung 0.45 MPa | ASTM D648 | 170 ℃ |
| Suhu defleksi jantung 1.82 MPa | ASTM D648 | 133 ℃ |
| gaya tarik | ASTM D638 | 40 MPa |
| Modulus tarik | ASTM D638 | 3,500 MPa |
| Kekuatan benturan IZOD dengan takik | ASTM D256 | 18 J/M |
| Kekuatan benturan IZOD tanpa takik | ASTM D256 | 82 J/M |
Lingkungan Regulasi
Permintaan akan polimer rekayasa tahan api terus meningkat seiring dengan semakin ketatnya persyaratan regulasi.
Di Uni Eropa, kerangka kerja yang relevan meliputi:
- Pembatasan zat berbahaya berdasarkan Arahan RoHS
- Regulasi REACH, termasuk daftar kandidat SVHC yang melebihi 250 zat pada tahun 2026.
- Persyaratan keselamatan produk untuk peralatan listrik dan elektronik
Peraturan ini telah meningkatkan persyaratan untuk ketelusuran material, kepatuhan kimia, dan kinerja keselamatan termal jangka panjang.
Hasil Uji UL 94:2024
Precimid1171 GF30 FR BLK telah diuji oleh laboratorium pihak ketiga sesuai dengan UL 94: 2024, menggunakan uji nyala api vertikal 500W pada spesimen setebal 10 mm.
Hasil meliputi:
- Total waktu nyala api dan cahaya setelahnya di bawah 60 detik
- tidak terjadi tembusnya spesimen
- tidak terjadi penyalaan pada bahan indikator kapas
Bahan tersebut memenuhi persyaratan untuk Klasifikasi UL94 5VA.
Aplikasi di Sektor Industri
Kombinasi antara ketahanan terhadap api, penguatan serat kaca, dan kemampuan manufaktur SLS memungkinkan penggunaannya di berbagai sektor:
peralatan rumah
Sakelar, konektor, rumah motor, dan komponen struktural dalam sistem pemanas dan pendingin.
Kendaraan listrik (EV)
Struktur internal paket baterai, rumah relai tegangan tinggi, komponen isolasi busbar, dan bagian sistem pengisian daya.
Elektronik otomotif
Rumah ECU, wadah sensor, kotak sekering, dan sistem konektor yang terpapar suhu tinggi.
Peralatan Industri
Rumah pemutus sirkuit, komponen peralatan sakelar, dan bagian isolasi untuk produksi volume rendah.
Aplikasi luar angkasa
Komponen interior yang ringan dan prototipe fungsional yang membutuhkan ketahanan terhadap api.
Pertimbangan Manufaktur SLS
Saat digunakan dengan sistem TPM3D SLS seperti Platform P360Precimid1171 GF30 FR BLK mendukung alur kerja yang menghilangkan kebutuhan akan peralatan.
Keuntungan utama meliputi:
- produksi digital langsung ke komponen (CAD ke komponen)
- penggabungan geometri kompleks menjadi satu bangunan tunggal
- Penggunaan kembali bubuk untuk mengurangi limbah material dalam produksi volume rendah.
Kesimpulan
Klasifikasi UL94 5VA memperluas potensi aplikasi pencetakan 3D SLS ke lingkungan dengan persyaratan keselamatan api yang ketat.
Dengan menggabungkan penguatan serat kaca, kinerja termal yang tinggi, dan ketahanan api tingkat tinggi, Precimid1171 GF30 FR BLK memungkinkan produksi komponen polimer fungsional untuk industri yang diatur di mana kinerja keselamatan sangat penting.
TPM3D terus mengembangkan sistem material SLS untuk mendukung aplikasi manufaktur aditif industri yang membutuhkan kinerja mekanik dan termal yang tervalidasi.
