TPM3D telah mengumumkan bahawa serbuk nilon 12 berisi kaca, Precimid1171 GF30 FR BLK, yang digunakan dalam pembuatan bahan tambahan pensinteran laser terpilih (SLS), telah mencapai Penarafan UL94 5VA, pengelasan tertinggi dalam piawaian kemudahbakaran UL 94 untuk bahan polimer.
Hasilnya mewakili kemajuan teknikal untuk pencetakan 3D SLS dalam aplikasi yang memerlukan rintangan api, kestabilan haba dan pematuhan peraturan, termasuk peralatan rumah, kenderaan elektrik (EV), dan elektronik automotif.
Bahan SLS dalam Aplikasi Keselamatan-Kritikal
Percetakan 3D SLS digunakan secara meluas untuk prototaip berfungsi dan pengeluaran volum rendah disebabkan oleh aliran kerja bebas alat, keupayaan untuk menghasilkan geometri yang kompleks dan kitaran lelaran yang agak singkat.
Walau bagaimanapun, dalam industri yang dikawal selia, penggunaan pembuatan bahan tambahan berasaskan polimer telah dihadkan oleh kekangan bahan, terutamanya dalam prestasi kalis api.
Klasifikasi UL94 5VA menangani batasan ini dengan membolehkan bahagian polimer yang dihasilkan secara tambahan memenuhi tahap rintangan api tertinggi yang ditakrifkan dalam piawaian UL 94.
UL94 5VA: Definisi dan Syarat Ujian
Piawaian UL 94 ialah kaedah ujian kemudahbakaran polimer yang digunakan secara meluas. Ia mengklasifikasikan bahan daripada HB hingga V-2, V-1 dan V-0, dengan 5VB dan 5VA mewakili kategori yang paling ketat.
Walaupun V-0 menilai tingkah laku pemadaman sendiri, 5VA memerlukan rintangan terhadap pembakaran di bawah ujian nyalaan 500W yang digunakan pada spesimen rata.
Dalam istilah yang ringkas:
- V-0: bahan padam sendiri dalam had masa yang ditetapkan
- 5VA: bahan tidak terbakar di bawah pendedahan nyalaan bertenaga tinggi
Perbezaan ini relevan untuk aplikasi seperti selongsong bateri, komponen elektrik voltan tinggi dan sistem elektrik tanpa pengawasan, di mana penyebaran api mesti diminimumkan.
Kriteria Ujian Umum (Ujian Mendatar HB | Terpakai untuk Semua Penilaian)
| Keadaan ujian | Kadar Pembakaran | Gred Kemudahbakaran |
|---|---|---|
| Ketebalan spesimen: 3–13 mm | ≤40 mm/min | HB |
| Ketebalan spesimen: <3 mm | ≤75 mm/min | HB |
| Api padam sebelum tanda rujukan (panjang tolok 25~100 mm) | =0 mm/min | HB |
Kriteria Ujian Pembakaran Menegak (Ujian Api Menegak V‑0 / V‑1 / V‑2)
| Keadaan ujian | V-0 | V-1 | V-2 |
|---|---|---|---|
| Masa selepas nyalaan api bagi setiap aplikasi nyalaan api tunggal | ≤ 10 | ≤ 30 | ≤ 30 |
| Jumlah masa selepas nyalaan kumulatif merentasi 10 penyalaan (s) | ≤ 50 | ≤ 250 | ≤ 250 |
| Gabungan masa selepas nyalaan api + selepas cahaya selepas nyalaan api kedua | ≤ 30 | ≤ 60 | ≤ 60 |
| Titisan api menyalakan penunjuk kapas | Tidak | Tidak | Ya |
| Api merebak ke pengapit spesimen (spesimen terbakar sepenuhnya) | Tidak | Tidak | Tidak |
Kriteria Ujian Menegak Gred Tinggi (Ujian Api Berkeamatan Tinggi 5VA / 5VB)
| Keadaan ujian | 5VA | 5VB |
|---|---|---|
| Jumlah nyalaan selepas nyalaan + cahaya selepas nyalaan melalui 5 aplikasi nyalaan setiap spesimen | ≤ 60 | ≤ 60 |
| Titisan api menyalakan penunjuk kapas | Tidak | Tidak |
| Penembusan lubang penuh pada spesimen (ketebalan <3 mm) | Tidak | Ya |
Gambaran Keseluruhan Bahan: Precimid1171 GF30 FR BLK
Precimid1171 GF30 FR BLK ialah Serbuk PA12 bertetulang gentian kaca 30% direka bentuk untuk pembuatan bahan tambahan SLS.
Bahan ini menggabungkan sifat kalis api dengan tetulang mekanikal untuk mencapai keseimbangan:
- kekakuan
- rintangan haba
- kestabilan dimensi
Ciri utama termasuk:
- UL94 5VA kalis api
- Formulasi bebas halogen mematuhi keperluan RoHS, REACH dan POPs
- Suhu pesongan haba sehingga 170°C (0.45 MPa)
- Keserasian dengan geometri kompleks yang dihasilkan melalui SLS tanpa perkakasan
Bahan ini bertujuan untuk bahagian kegunaan akhir yang berfungsi dalam aplikasi perindustrian yang dikawal selia.
Spesifikasi Precimid1171 GF30 FR BLK
| Sifat-sifat mekanik | Kaedah ujian | metrik |
| Bahagian Warna | visual | Abu Hitam |
| Ketumpatan | DIN 53466 | 1.25 g / cm³ |
| Pemanjangan pada waktu rehat | ASTM D638 | 2.6% |
| Kekuatan lenturan | ASTM D790 | 63 MPa |
| Modulus lenturan | ASTM D790 | 2,800 MPa |
| Suhu pesongan jantung 0.45MPa | ASTM D648 | 170 ℃ |
| Suhu pesongan jantung 1.82MPa | ASTM D648 | 133 ℃ |
| Kekuatan tegangan | ASTM D638 | 40 MPa |
| Modulus tegangan | ASTM D638 | 3,500 MPa |
| Kekuatan hentaman IZOD dengan takuk | ASTM D256 | 18 J/M |
| Kekuatan hentaman IZOD tanpa takuk | ASTM D256 | 82 J/M |
Persekitaran Kawal Selia
Permintaan untuk polimer kejuruteraan kalis api terus meningkat apabila keperluan kawal selia menjadi lebih ketat.
Di Kesatuan Eropah, rangka kerja yang berkaitan termasuk:
- Sekatan Arahan RoHS ke atas bahan berbahaya
- Peraturan REACH, termasuk penyenaraian calon SVHC yang melebihi 250 bahan setakat 2026
- Keperluan keselamatan produk untuk peralatan elektrik dan elektronik
Peraturan-peraturan ini telah meningkatkan keperluan untuk kebolehkesanan bahan, pematuhan kimia dan prestasi keselamatan terma jangka panjang.
Keputusan Ujian UL 94:2024
Precimid1171 GF30 FR BLK telah diuji oleh makmal pihak ketiga mengikut UL 94:2024, menggunakan ujian nyalaan menegak 500W pada spesimen setebal 10 mm.
Keputusan termasuk:
- jumlah masa selepas nyalaan dan selepas cahaya di bawah 60 saat
- tiada spesimen terbakar
- tiada pencucuhan bahan penunjuk kapas
Bahan tersebut memenuhi keperluan untuk Klasifikasi UL94 5VA.
Aplikasi dalam Sektor Perindustrian
Gabungan kalis api, tetulang gentian kaca dan kebolehkilangan SLS membolehkan penggunaan merentasi beberapa sektor:
Peralatan rumah
Suis, penyambung, perumah motor dan komponen struktur dalam sistem pemanasan dan penyejukan.
Kenderaan elektrik (EV)
Struktur dalaman pek bateri, perumah geganti voltan tinggi, komponen penebat busbar dan bahagian sistem pengecasan.
Elektronik automotif
Perumah ECU, penutup sensor, kotak fius dan sistem penyambung yang terdedah kepada suhu tinggi.
Peralatan industri
Selongsong pemutus litar, komponen gear suis dan bahagian penebat untuk pengeluaran volum rendah.
Aplikasi aeroangkasa
Komponen dalaman yang ringan dan prototaip berfungsi yang memerlukan rintangan api.
Pertimbangan Pembuatan SLS
Apabila digunakan dengan sistem SLS TPM3D seperti Platform P360, Precimid1171 GF30 FR BLK menyokong aliran kerja yang menghapuskan keperluan perkakas.
Kelebihan utama termasuk:
- pengeluaran digital langsung ke bahagian (CAD ke bahagian)
- penyatuan geometri kompleks ke dalam binaan tunggal
- kebolehgunaan semula serbuk untuk mengurangkan pembaziran bahan dalam pengeluaran volum rendah
Kesimpulan
Klasifikasi UL94 5VA memperluaskan potensi aplikasi percetakan 3D SLS ke persekitaran dengan keperluan keselamatan nyalaan yang ketat.
Dengan menggabungkan tetulang gentian kaca, prestasi haba yang tinggi dan rintangan api tahap tinggi, Precimid1171 GF30 FR BLK membolehkan pengeluaran komponen polimer berfungsi untuk industri yang dikawal selia di mana prestasi keselamatan adalah kritikal.
TPM3D terus membangunkan sistem bahan SLS untuk menyokong aplikasi pembuatan bahan tambahan perindustrian yang memerlukan prestasi mekanikal dan haba yang disahkan.
