A TPM3D anunciou que seu pó de náilon 12 com carga de fibra de vidro, Precimid1171 GF30 FR PRETO, utilizado na manufatura aditiva por sinterização seletiva a laser (SLS), alcançou um Classificação UL94 5VA, a classificação mais alta na norma de inflamabilidade UL 94 para materiais poliméricos.
O resultado representa um avanço técnico para a impressão 3D SLS em aplicações que exigem resistência à chama, estabilidade térmica e conformidade regulamentar, incluindo eletrodomésticos, veículos elétricos (VEs) e eletrônica automotiva.
Materiais SLS em aplicações críticas para a segurança
A impressão 3D SLS é amplamente utilizada para prototipagem funcional e produção de baixo volume devido ao seu fluxo de trabalho sem ferramentas, capacidade de produzir geometrias complexas e ciclos de iteração relativamente curtos.
No entanto, em setores regulamentados, a adoção da manufatura aditiva baseada em polímeros tem sido limitada por restrições de materiais, particularmente em relação ao desempenho de resistência à chama.
A classificação UL94 5VA resolve essa limitação, permitindo que peças de polímero fabricadas por manufatura aditiva atendam ao mais alto nível de resistência à chama definido na norma UL 94.
UL94 5VA: Definição e Condições de Teste
A norma UL 94 é um método de teste de inflamabilidade de polímeros amplamente utilizado. Ela classifica os materiais de HB a V-2, V-1 e V-0, sendo 5VB e 5VA as categorias mais rigorosas.
Enquanto V-0 avalia o comportamento de autoextinção, O 5VA requer resistência à perfuração por chama de 500W aplicada a amostras planas..
Em termos simplificados:
- V-0: O material se autoextingue dentro de limites de tempo definidos.
- 5VA: O material não se rompe completamente sob exposição a chamas de alta energia.
Essa distinção é relevante para aplicações como caixas de baterias, componentes elétricos de alta tensão e sistemas elétricos não supervisionados., onde a propagação da chama deve ser minimizada.
Critérios Gerais de Teste (Teste Horizontal HB | Aplica-se a Todas as Classificações)
| Condição de teste | Taxa de queima | Grau de inflamabilidade |
|---|---|---|
| Espessura da amostra: 3–13 mm | ≤40 mm/min | HB |
| Espessura da amostra: <3 mm | ≤75 mm/min | HB |
| A chama se extingue antes da marca de referência (comprimento de medição de 25 a 100 mm). | =0 mm/min | HB |
Critérios do Teste de Queima Vertical (Teste de Chama Vertical V‑0 / V‑1 / V‑2)
| Condição de teste | V-0 | V-1 | V-2 |
|---|---|---|---|
| Tempo de pós-chama por aplicação de chama única (s) | ≤ 10 | ≤ 30 | ≤ 30 |
| Tempo total cumulativo de pós-chama em 10 ignições (s) | ≤ 50 | ≤ 250 | ≤ 250 |
| Tempo combinado de pós-chama + incandescência após a 2ª aplicação de chama. | ≤ 30 | ≤ 60 | ≤ 60 |
| Gotas em chamas inflamam o indicador de algodão. | Não | Não | Sim |
| A chama se alastra até a garra de fixação da amostra (queima total da amostra). | Não | Não | Não |
Critérios de teste vertical de alta qualidade (teste de chama de alta intensidade 5VA / 5VB)
| Condição de teste | 5VA | 5VB |
|---|---|---|
| Total de chama residual + incandescência residual após 5 aplicações de chama por amostra(s) | ≤ 60 | ≤ 60 |
| Gotas em chamas inflamam o indicador de algodão. | Não | Não |
| Penetração completa do furo passante na amostra (espessura < 3 mm) | Não | Sim |
Visão geral do material: Precimid1171 GF30 FR BLK
Precimid1171 GF30 FR BLK é um Pó de PA12 reforçado com 30% de fibra de vidro Projetado para manufatura aditiva SLS.
O material combina propriedades retardantes de chamas com reforço mecânico para alcançar um equilíbrio entre:
- rigidez
- resistência térmica
- estabilidade dimensional
As principais propriedades incluem:
- Retardância à chama UL94 5VA
- Fórmula livre de halogênios em conformidade com os requisitos RoHS, REACH e POPs.
- Temperatura de deflexão térmica até 170°C (0.45 MPa)
- Compatibilidade com geometrias complexas produzidas via SLS sem ferramentas.
O material destina-se a peças funcionais de uso final em aplicações industriais regulamentadas.
Especificações do Precimid1171 GF30 FR BLK
| Propriedades mecânicas | Método de teste | métrico |
| Cor da Parte | visual | Cinza Preto |
| Densidade | DIN 53466 | 1.25 g / cm³ |
| Alongamento à ruptura | ASTM D638 | 2.6% |
| Resistência à flexão | ASTM D790 | 63 MPa |
| Módulo de flexão | ASTM D790 | 2,800 MPa |
| Temperatura de deflexão do coração 0.45 MPa | ASTM D648 | 170 ℃ |
| Temperatura de deflexão do coração 1.82 MPa | ASTM D648 | 133 ℃ |
| Resistência à tração | ASTM D638 | 40 MPa |
| Módulo de tração | ASTM D638 | 3,500 MPa |
| Resistência ao impacto IZOD com entalhe | ASTM D256 | 18J/M |
| Resistência ao impacto IZOD sem entalhe | ASTM D256 | 82J/M |
Ambiente regulatório
A demanda por polímeros de engenharia retardantes de chamas continua a aumentar à medida que os requisitos regulamentares se tornam mais rigorosos.
Na União Europeia, os quadros relevantes incluem:
- Restrições da Diretiva RoHS sobre substâncias perigosas
- Regulamento REACH, incluindo a lista de substâncias candidatas a SVHC (Substâncias de Preocupação Muito Altamente Viáveis) que ultrapassará 250 substâncias em 2026.
- Requisitos de segurança de produtos para equipamentos elétricos e eletrônicos
Essas regulamentações aumentaram as exigências quanto à rastreabilidade dos materiais, à conformidade química e ao desempenho de segurança térmica a longo prazo.
Resultados dos testes UL 94:2024
O Precimid1171 GF30 FR BLK foi testado por laboratórios terceirizados de acordo com UL 94: 2024, utilizando um teste de chama vertical de 500W em amostras de 10 mm de espessura.
Os resultados incluem:
- Tempo total de combustão residual e incandescência inferior a 60 segundos
- sem queima das amostras
- não ignição do material indicador de algodão
O material atende aos requisitos para Classificação UL94 5VA.
Aplicações em setores industriais
A combinação de propriedades retardantes de chama, reforço com fibra de vidro e capacidade de fabricação por SLS permite sua utilização em diversos setores:
Eletrodomésticos
Interruptores, conectores, carcaças de motores e componentes estruturais em sistemas de aquecimento e refrigeração.
Veículos elétricos (VEs)
Estruturas internas do conjunto de baterias, invólucros de relés de alta tensão, componentes de isolamento da barra de distribuição e peças do sistema de carregamento.
Eletrônica automotiva
Caixas de ECU, invólucros de sensores, caixas de fusíveis e sistemas de conectores expostos a temperaturas elevadas.
Equipamento industrial
Carcaças de disjuntores, componentes de painéis elétricos e peças de isolamento para produção em baixo volume.
Aplicações aeroespaciais
Componentes interiores leves e protótipos funcionais que exigem resistência à chama.
Considerações sobre a fabricação por SLS
Quando usado com sistemas TPM3D SLS, como o Plataforma P360O Precimid1171 GF30 FR BLK oferece suporte a um fluxo de trabalho que elimina a necessidade de ferramentas.
As principais vantagens incluem:
- Produção direta de peças digitais (CAD para peça)
- consolidação de geometrias complexas em construções únicas
- Reutilização do pó para reduzir o desperdício de material na produção de baixo volume.
Conclusão
A classificação UL94 5VA amplia as aplicações potenciais da impressão 3D SLS para ambientes com requisitos rigorosos de segurança contra chamas.
Ao combinar reforço com fibra de vidro, desempenho térmico elevado e alta resistência à chama, o Precimid1171 GF30 FR BLK possibilita a produção de componentes poliméricos funcionais para indústrias regulamentadas onde o desempenho de segurança é fundamental.
A TPM3D continua a desenvolver sistemas de materiais SLS para dar suporte a aplicações industriais de manufatura aditiva que exigem desempenho mecânico e térmico validado.
