A resistência ao fogo não pode ser avaliada apenas pelos parâmetros do material. É afetado pelo design da peça, pelo processo de impressão, pela espessura da parede e pelo ambiente de uso. Este guia explicará os principais pontos a serem observados ao escolher materiais de impressão 3D resistentes ao fogo para peças industriais. Isso o ajudará a escolher o material certo.
Os fornecedores muitas vezes confundem as palavras à prova de fogo, retardador de chama, autoextinguível e baixa inflamabilidade. Mas eles não significam a mesma coisa. Antes de comparar materiais, vamos primeiro deixar claro o que cada termo significa para peças impressas.
Esses termos apenas descrevem tendências. Não são garantias. Quando um fornecedor afirma que um material é resistente ao fogo, isso não significa que sua peça será definitivamente segura sob suas condições específicas de trabalho. A espessura da parede, os aditivos do masterbatch de cores e a orientação da impressão podem afetar os resultados dos testes de chama. Antes de finalizar um material, verifique a declaração do material juntamente com os padrões de teste exigidos e o ambiente real de uso da peça.
Ao escolher materiais resistentes ao fogo, primeiro entenda o ambiente real de trabalho da peça. Os cinco fatores a seguir determinam se uma peça impressa pode operar com segurança no local.
A classificação retardante de chama é o primeiro requisito. Antes de comparar materiais, esclareça os padrões que a peça precisa atender, como classificação UL94 ou requisitos internos de engenharia.
A espessura da parede também é importante. Quando a seção transversal é fina, o mesmo material pode falhar no teste de retardante de chama.
Considere também se a peça está próxima de uma fonte de calor contínua ou intermitente e se está instalada em um espaço fechado onde o calor e a fumaça são difíceis de serem exauridos.
Juntos, esses fatores determinam se a peça pode passar na certificação. A reputação de um fornecedor de materiais em resistência ao fogo não pode substituir o seu próprio julgamento para condições de trabalho específicas.
A temperatura de trabalho e o retardamento de chama medem duas coisas diferentes. Ao avaliar materiais, você precisa verificar quatro pontos de dados separadamente:
Um material com boa resistência ao calor não tem necessariamente um bom desempenho retardador de chama. A temperatura de trabalho e o desempenho retardador de chama não estão diretamente ligados. Você precisa considerar ambos ao selecionar os materiais.
As peças retardadoras de chama também precisam desempenhar funções mecânicas. Quando usado como peças estruturais ou peças de suporte de carga, concentre-se nestes pontos:
Estas propriedades são especialmente importantes para suportes, caixas, suportes e outras peças estruturais. Quando falham, trazem riscos de segurança e tempo de inatividade dispendioso.
As peças retardadoras de chama são frequentemente instaladas dentro ou ao redor de sistemas elétricos. Os exemplos incluem gabinetes elétricos, peças para gerenciamento de cabos, peças de isolamento e invólucros de conectores. O desempenho retardador de chama é apenas um aspecto. As seguintes propriedades elétricas também precisam de atenção:
Mesmo que uma peça atenda à classificação de retardante de chama, ela ainda poderá falhar após meses em um ambiente úmido porque suas propriedades elétricas se degradam. Este risco não pode ser detectado por testes de retardante de chama.
As peças industriais raramente operam em condições de trabalho limpas e constantes. Diferentes posições de montagem os expõem a diferentes substâncias, que podem incluir:
Com o tempo, a exposição ambiental pode enfraquecer os aditivos retardadores de chama ou alterar as características de combustão do material. Ao selecionar materiais, o desempenho retardador de chama deve ser avaliado juntamente com a exposição ambiental.
Abaixo, comparamos vários materiais resistentes ao fogo comumente usados na impressão 3D industrial a partir de suas respectivas aplicações fortes, deficiências e tipos de peças adequados.
Adequado para: gabinetes industriais, tampas, chassis e protótipos funcionais.
O ABS retardador de chama é um dos materiais resistentes ao fogo mais amplamente utilizados na impressão 3D industrial. É fácil de processar em impressoras FDM padrão. Possui boa resistência ao impacto. O custo de produção em lote é controlável.
Mas antes de usá-lo em situações mais exigentes, é necessário avaliar seu desempenho sob altas temperaturas a longo prazo. A qualidade da superfície e a precisão dimensional são muito afetadas pelas configurações da impressora e pelo controle do processo. As peças acabadas de diferentes fornecedores podem variar.
Adequado para: gabinetes elétricos, peças automotivas e equipamentos industriais.
O policarbonato retardador de chama é claramente melhor que o ABS em resistência ao calor, tenacidade e estabilidade dimensional. Adapta-se a peças de suporte de carga com requisitos de tolerância rigorosos. Se a sua aplicação precisa de retardamento de chama, tenacidade e resistência ao calor ao mesmo tempo, o PC retardador de chama é uma escolha adequada.
Adequado para: gabinetes industriais, interiores automotivos, coberturas de equipamentos e protótipos funcionais.
O PC-ABS retardador de chama combina a processabilidade do ABS com a resistência e resistência ao calor do PC. Seu desempenho é bem equilibrado. Não se destaca em nenhuma área, mas lida com força, resistência ao calor e resistência ao mesmo tempo.
Para compradores que precisam gerenciar o fornecimento de diversas peças, esse material balanceado é mais prático. Um material pode atender a vários requisitos ao mesmo tempo. Isso simplifica a compra, o estoque e a certificação de fornecedores.
Adequado para: estruturas geométricas complexas, peças resistentes ao desgaste e peças funcionais leves.
O náilon retardador de chamas possui alta resistência mecânica e boa resistência ao desgaste. Adapta-se a peças com geometria complexa. A impressão SLS ou MJF torna a vantagem mais óbvia. Engrenagens, encaixes rápidos e peças móveis que envolvem movimentos repetidos ou desgaste por contato são muito adequados para isso.
A questão da absorção de umidade do náilon precisa ser considerada antecipadamente. As peças absorverão a umidade ambiente. Em condições úmidas, afeta a estabilidade dimensional e o desempenho elétrico. O armazenamento adequado e a embalagem com barreira contra umidade, se necessário, podem basicamente resolver o problema.
Adequado para: peças relacionadas ao setor aeroespacial, equipamentos industriais avançados e componentes elétricos exigentes.
Quando os plásticos de engenharia padrão não conseguem atender aos requisitos, materiais como PEI (Ultem, polieterimida), PPS (sulfeto de polifenileno) e PEEK (poliéter éter cetona) entram em ação. Eles podem atender a requisitos de resistência a temperaturas mais altas e padrões de segurança contra incêndio mais rígidos. Eles são comuns em hardware aeroespacial e elétrico avançado.
À medida que o desempenho melhora, o custo do material, os requisitos de processamento e a dificuldade de controle da produção também aumentam. Antes de escolher esses materiais, confirme se a aplicação realmente necessita de um desempenho tão alto. A diferença de custo entre eles e os plásticos de engenharia padrão é muito grande.
FDM (também conhecido como FFF) pode imprimir ABS retardador de chama, PC, PC-ABS e vários nylons. Ele pode lidar com peças únicas e produção de pequenos lotes. O FDM é adequado para:
A orientação e os parâmetros de impressão afetam diretamente o desempenho da peça, incluindo desempenho retardador de chama e resistência mecânica. Mesmo com o mesmo material, alterações na espessura da parede, na taxa de preenchimento ou na orientação da camada produzirão resultados de teste diferentes.
SLS e MJF não precisam de estruturas de apoio. Eles são adequados para imprimir geometrias complexas. Eles são frequentemente usados para:
O desempenho em uma folha de dados de material não pode ser diretamente equiparado ao desempenho da peça impressa final. O manuseio do pó, a orientação das peças na câmara de construção e o pós-processamento afetam as propriedades mecânicas e retardantes de chama das peças SLS ou MJF.
Material | Desempenho de chama | Resistência ao Calor | Resistência Mecânica | Custo relativo |
ABS ABS | Bom | Moderado | Moderado | Baixo |
PC francês | Muito bom | Alto | Alto | Médio |
PC-ABS FR | Bom | Moderado a alto | Alto | Médio |
FR Nylon | Bom | Moderado a alto | Muito alto | Médio |
PEI (Ultem) | Excelente | Muito alto | Alto | Alto |
PPS | Excelente | Muito alto | Alto | Alto |
ESPIAR | Excelente | Extremamente alto | Muito alto | Muito alto |
ABS retardador de chama e PC-ABS retardador de chama têm preços razoáveis. Eles atendem a projetos industriais de grande volume e oferecem resistência confiável ao fogo. Ambos os materiais podem ser processados de forma eficiente em equipamentos FDM, com custo controlável por peça.
PC retardador de chama e plásticos de engenharia de alto desempenho são mais adequados. Eles podem manter a resistência e a forma em temperaturas mais altas do que o ABS retardador de chama padrão.
O náilon retardador de chama impresso com MJF ou SLS possui alta resistência e peso leve. Ambos os processos não precisam de suporte. Eles permitem mais liberdade de design. Eles são adequados para suportes complexos, gabinetes e peças móveis.
Os materiais PEI, PPS e PEEK podem suportar condições que os plásticos de engenharia padrão não conseguem suportar, como altas temperaturas contínuas e especificações aeroespaciais rigorosas. A compensação é maior custo de material e maior prazo de entrega. Ao fazer a escolha final do material, avalie a exposição ao calor, a carga mecânica e o orçamento juntos.
Impressão 3D resistente ao fogo versus fabricação tradicional
Fator | Impressão 3D resistente ao fogo | Fabricação Tradicional |
Investimento em ferramentas | Nenhum ou mínimo | Frequentemente significativo, especialmente para moldagem por injeção |
Tempo de espera | Dias a algumas semanas | Semanas a meses, ferramentas incluídas |
Flexibilidade de projeto | Alto, incluindo geometria complexa | Limitado pelo projeto do molde ou ferramental |
Quantidade mínima de pedido | Baixo, adequado para pequenos lotes | Alto, necessário para justificar o custo do ferramental |
Ao fabricar peças em pequenas quantidades para peças industriais, o uso de impressão 3D retardante de chama pode reduzir o investimento em moldes e encurtar os ciclos de desenvolvimento. Embora a impressão 3D não substitua a moldagem por injeção ou a usinagem na produção de grandes quantidades, ela ainda pode ser uma alternativa viável se a fabricação de moldes não for econômica.
Xunjiu tem mais de dez anos de experiência em impressão 3D e suporta processos FDM, SLS e MJF para fabricação de peças impressas em 3D retardantes de chama. Os materiais disponíveis incluem ABS retardador de chamas, PC retardador de chamas, PC-ABS, nylon retardador de chamas, bem como materiais de alto desempenho como PEI, PPS e PEEK.
Cooperamos com você durante todo o processo, desde a seleção do material, design da peça, impressão até a inspeção de qualidade. Quer você precise de um protótipo funcional ou de uma produção em pequena escala, nós o ajudamos a selecionar os materiais apropriados, verificar o projeto e fornecer peças que atendam aos requisitos de segurança contra incêndio e desempenho. Sinta-se à vontade para entrar em contato conosco a qualquer momento para discutir seu projeto.
1. Os materiais de impressão 3D resistentes ao fogo são iguais aos materiais retardadores de chama comuns?
Não é exatamente a mesma coisa. Materiais retardadores de chama comuns podem apenas ter retardadores de chama adicionados para retardar a queima. Mas os materiais de impressão 3D resistentes ao fogo comumente mencionados em aplicações industriais geralmente precisam atender a uma classificação clara como UL94 V-0. Eles precisam se autoextinguir rapidamente após a remoção da chama. Eles também têm limites para fumaça e gotejamento. Alguns materiais são rotulados como “retardadores de chama”, mas a espessura e a classificação reais do teste não são claras. Usá-los para peças industriais acarreta riscos consideráveis.
2. Quão alta temperatura os materiais de impressão 3D resistentes ao fogo podem suportar?
Depende do tipo específico. ABS retardador de chama e PETG retardador de chama geralmente têm uma temperatura de deflexão de calor em torno de 80 a 110°C. O PC retardador de chama e o náilon reforçado com fibra de vidro podem atingir temperaturas de 120 a 150°C. PEI e PEEK retardadores de chama de última geração podem ir acima de 200°C. No entanto, a resistência real à temperatura de uma peça também é afetada pela qualidade de impressão. Recomenda-se recozer a peça após a impressão para reduzir o estresse interno e tornar a resistência à temperatura mais estável.
3. Quanto mais caros são os materiais de impressão 3D resistentes ao fogo do que os materiais comuns?
O preço é geralmente 30% a duas ou três vezes maior que o PLA e ABS comuns, dependendo do tipo de material. Mas para peças industriais, é necessário observar o custo total. Um custo de material um pouco mais alto geralmente economiza mais em taxas de molde, tempo de prototipagem e risco de estoque. Especialmente para necessidades personalizadas e de pequenos lotes, imprimir a peça final diretamente é, na verdade, mais econômico.
4、、 Ao usar materiais de impressão 3D resistentes ao fogo, como as estruturas de suporte devem ser manuseadas? Os suportes comuns afetarão o retardamento de chama?
Sim, eles podem ter um efeito. Se o material de suporte não for retardador de chama e permanecer na peça, a peça poderá começar a queimar na área de suporte durante um teste de chama. Para peças industriais, você deve usar suportes solúveis ou limpá-los completamente antes de testar ou usar. Tente usar menos suportes no design. Por exemplo, adicione chanfros de 45 graus e estruturas autoportantes. Não deixe resíduos de suporte permanecerem em áreas críticas de retardamento de chama.
5. Existem muitas opções de cores para materiais de impressão 3D à prova de fogo? A coloração afetará o retardamento de chama?
Não há muitas opções de cores. Os mais comuns são preto, cor natural e cinza escuro. Adicionar corantes para colorir envolve riscos. As partículas de corante podem afetar a distribuição do retardador de chama, levando potencialmente a uma diminuição no grau do retardador de chama.
Enviar e-mail para este fornecedor
Privacy statement: Your privacy is very important to Us. Our company promises not to disclose your personal information to any external company with out your explicit permission.
Fill in more information so that we can get in touch with you faster
Privacy statement: Your privacy is very important to Us. Our company promises not to disclose your personal information to any external company with out your explicit permission.
