TPM3D heeft aangekondigd dat zijn met glasvezel versterkte nylon 12-poeder, Precimid1171 GF30 FR ZWART, gebruikt bij selectief lasersinteren (SLS) als additieve productiemethode, heeft een UL94 5VA-classificatie, de hoogste classificatie in de UL 94-brandbaarheidsnorm voor polymere materialen.
Het resultaat vertegenwoordigt een technische vooruitgang voor SLS 3D-printing in toepassingen die vlamvertragendheid, thermische stabiliteit en naleving van regelgeving vereisen, waaronder huishoudelijke apparaten, elektrische voertuigen (EV's) en auto-elektronica.
SLS-materialen in veiligheidskritische toepassingen
SLS 3D-printing wordt veel gebruikt voor functionele prototyping en productie in kleine volumes vanwege de gereedschapsvrije workflow, de mogelijkheid om complexe geometrieën te produceren en de relatief korte iteratiecycli.
In gereguleerde sectoren wordt de toepassing van polymeergebaseerde additieve productie echter beperkt door materiaaleisen, met name op het gebied van brandvertragendheid.
De UL94 5VA-classificatie ondervangt deze beperking door ervoor te zorgen dat additief vervaardigde polymeeronderdelen voldoen aan het hoogste niveau van brandwerendheid zoals gedefinieerd in de UL 94-norm.
UL94 5VA: Definitie en testomstandigheden
De UL 94-norm is een veelgebruikte testmethode voor de brandbaarheid van polymeren. Materialen worden geclassificeerd van HB via V-2, V-1 en V-0, waarbij 5VB en 5VA de strengste categorieën vertegenwoordigen.
Terwijl V-0 zelfdovend gedrag evalueert, 5VA vereist weerstand tegen doorbranden bij een vlamtest van 500 W, uitgevoerd op vlakke proefstukken..
Simpel gezegd:
- V-0: Het materiaal dooft vanzelf binnen bepaalde tijdslimieten.
- 5VA: Het materiaal brandt niet door bij blootstelling aan een vlam met hoge energie.
Dit onderscheid is relevant voor toepassingen zoals batterijbehuizingen, hoogspanningscomponenten en onbeheerde elektrische systemenwaarbij vlamverspreiding tot een minimum moet worden beperkt.
Algemene testcriteria (HB horizontale test | Van toepassing op alle beoordelingen)
| Test conditie | Brandsnelheid | Ontvlambaarheidsklasse |
|---|---|---|
| Dikte van het specimen: 3–13 mm | ≤40 mm/min | HB |
| Dikte van het specimen: <3 mm | ≤75 mm/min | HB |
| De vlam dooft vóór het referentiepunt (meetlengte 25-100 mm). | = 0 mm/min | HB |
Criteria voor verticale verbrandingstesten (V‑0 / V‑1 / V‑2 verticale vlamtest)
| Test conditie | V‑0 | V‑1 | V‑2 |
|---|---|---|---|
| Navlamduur per enkele vlamtoepassing (s) | ≤ 10 | ≤ 30 | ≤ 30 |
| Totale cumulatieve navlamduur over 10 ontstekingen (s) | ≤ 50 | ≤ 250 | ≤ 250 |
| Gecombineerde nagloed + nagloeitijd na de tweede vlamtoepassing(en) | ≤ 30 | ≤ 60 | ≤ 60 |
| Vlammende druppels ontsteken katoenen indicator | Nee | Nee | Ja |
| De vlam verspreidt zich naar de klem van het preparaat (het preparaat verbrandt volledig). | Nee | Nee | Nee |
Criteria voor verticale tests van hoge kwaliteit (5VA / 5VB vlamtest met hoge intensiteit)
| Test conditie | 5VA | 5VB |
|---|---|---|
| Totale navlam + nagloed over 5 vlamtoepassingen per exemplaar(en) | ≤ 60 | ≤ 60 |
| Vlammende druppels ontsteken katoenen indicator | Nee | Nee |
| Volledige doorboring van het monster (<3 mm dikte) | Nee | Ja |
Materiaaloverzicht: Precimid1171 GF30 FR BLK
Precimid1171 GF30 FR BLK is een 30% glasvezelversterkt PA12-poeder Ontworpen voor SLS-additieve productie.
Het materiaal combineert vlamvertragende eigenschappen met mechanische versterking om een evenwicht te bereiken tussen:
- stijfheid
- thermische weerstand
- dimensionale stabiliteit
Belangrijke eigenschappen zijn onder meer:
- UL94 5VA vlamvertragendheid
- Halogeenvrije formulering die voldoet aan de RoHS-, REACH- en POPs-vereisten.
- Hittebestendigheid tot 170 °C (0.45 MPa)
- Compatibiliteit met complexe geometrieën geproduceerd via SLS zonder gereedschap.
Het materiaal is bestemd voor functionele eindproducten in gereguleerde industriële toepassingen.
Specificaties Precimid1171 GF30 FR BLK
| Mechanische eigenschappen | Test methode | metrisch |
| Onderdeelkleur | Visual | As Zwart |
| Dichtheid | DIN 53466 | 1.25 g / cm³ |
| Rek bij breuk | ASTM D638 | 2.6% |
| Buigsterkte | ASTM D790 | 63 MPa |
| Buigmodulus | ASTM D790 | 2,800 MPa |
| Hartafbuigingstemperatuur 0.45 MPa | ASTM D648 | 170 ℃ |
| Hartafbuigingstemperatuur 1.82 MPa | ASTM D648 | 133 ℃ |
| treksterkte | ASTM D638 | 40 MPa |
| Treksterkte | ASTM D638 | 3,500 MPa |
| IZOD-slagvastheid met inkeping | ASTM D256 | 18 J/M |
| IZOD-slagvastheid zonder inkeping | ASTM D256 | 82 J/M |
Regelgevende omgeving
De vraag naar vlamvertragende technische polymeren blijft toenemen naarmate de regelgeving strenger wordt.
Binnen de Europese Unie omvatten de relevante kaders onder meer:
- De RoHS-richtlijn beperkt gevaarlijke stoffen.
- REACH-regelgeving, inclusief de lijst met SVHC-kandidaten die vanaf 2026 meer dan 250 stoffen zal omvatten.
- Productveiligheidseisen voor elektrische en elektronische apparatuur
Deze regelgeving heeft de eisen voor materiaaltraceerbaarheid, chemische conformiteit en thermische veiligheidsprestaties op lange termijn aangescherpt.
UL 94:2024 Testresultaten
Precimid1171 GF30 FR BLK is getest door externe laboratoria in overeenstemming met UL 94:2024, met behulp van een verticale vlamtest van 500 W op monsters met een dikte van 10 mm.
De resultaten zijn onder meer:
- totale nagloed- en navlamduur minder dan 60 seconden
- geen doorbranden van de monsters
- geen ontsteking van katoen indicatormateriaal
Het materiaal voldoet aan de eisen voor UL94 5VA-classificatie.
Toepassingen in industriële sectoren
De combinatie van brandvertragendheid, glasvezelversterking en SLS-verwerkbaarheid maakt het materiaal geschikt voor diverse sectoren:
Huishoudelijke apparaten
Schakelaars, connectoren, motorbehuizingen en structurele componenten in verwarmings- en koelsystemen.
Elektrische voertuigen (EV's)
Interne structuren van accupakketten, behuizingen van hoogspanningsrelais, isolatiecomponenten van stroomrails en onderdelen van het laadsysteem.
Automotive-elektronica
ECU-behuizingen, sensorbehuizingen, zekeringkasten en connectorsystemen die aan hoge temperaturen worden blootgesteld.
Industrieel materiaal
Behuizingen voor stroomonderbrekers, schakelcomponenten en isolatieonderdelen voor kleinschalige productie.
Lucht- en ruimtevaarttoepassingen
Lichtgewicht interieuronderdelen en functionele prototypes die vlamvertragend moeten zijn.
Overwegingen bij de productie van SLS
Bij gebruik met TPM3D SLS-systemen zoals de P360-platformPrecimid1171 GF30 FR BLK ondersteunt een workflow die gereedschapsbehoeften overbodig maakt.
De belangrijkste voordelen zijn:
- Directe digitale productie naar onderdeel (CAD naar onderdeel)
- consolidatie van complexe geometrieën tot één enkel bouwwerk
- Herbruikbaarheid van poeder om materiaalverspilling bij kleinschalige productie te verminderen.
Conclusie
De UL94 5VA-classificatie breidt de potentiële toepassingen van SLS 3D-printing uit naar omgevingen met strenge brandveiligheidseisen.
Door glasvezelversterking, verbeterde thermische prestaties en een hoge mate van brandwerendheid te combineren, maakt Precimid1171 GF30 FR BLK de productie mogelijk van functionele polymeercomponenten voor gereguleerde industrieën waar veiligheidsprestaties van cruciaal belang zijn.
TPM3D blijft SLS-materiaalsystemen ontwikkelen ter ondersteuning van industriële toepassingen voor additieve productie die gevalideerde mechanische en thermische prestaties vereisen.
