Desde la llegada de las impresoras 3D, una de los mayores mitos es que podemos imprimir lo que queramos, ya que si bien nos permite modelar cualquier objeto que deseamos, muchas veces los productos no cuentas con las especificaciones mecánicas deseadas. Principalmente por los materiales usados, ya que no se puede exigir que un polímero sea igual de resistente que un metal.
Sin embargo, a lo largo de los años los estudios en ciencia e ingeniería de los materiales se han ido puliendo, y producto de estos estudios surgieron termo-plastos con increíble resistencia mecánica tales como el PLICARBONATO, PEEK, PEKK, Ultem, etc.
Pero para poder hacer uso de estos materiales tenemos que alcanzar temperaturas muy elevadas (300°c – 650°c). Por mucho tiempo, debido a las carencias tecnológicas estos materiales no se usaron, pese a sus beneficios. En los últimos años dicho paradigma se ha ido rompiendo, hoy en día empresas como BMW o Toyota fabrican muchas de sus piezas directamente con el uso de estas impresoras.
Uno de los principales fabricantes de materiales e impresoras de este tipo es el gigante asiático IMAI 3D, con sede en Dalingshan. IMAI 3D es una empresa dedicada a la producción y desarrollo de impresoras 3D de gran temperatura, impresoras de metal y materiales técnicos. Siendo unos pioneros en le sector, sus modelos han alcanzado reconocimiento internacional y hoy en día se pueden encontrar casi en todo el mundo, incluso en el PERÚ.
¿Para que pagar por una impresora de gran temperatura?
Una de las principales razones es sin duda la posibilidad del uso de cualquier tipo de filamento, incluido el PEEK. PEEK es un polímero termoplástico orgánico que tiene una intrigante combinación de propiedades mecánicas, incluyendo rendimiento de alta temperatura, resistencia mecánica y excelente resistencia química. Esto lo convierte en un material viable para su uso con varias tecnologías de fabricación aditiva (AM). En el mundo de la fabricación tradicional, los componentes basados en PEEK ya son utilizados por numerosas industrias, superando dominios que están reservados clásicamente para metales.
La polietheretherketona puede y ha sido procesada por los métodos convencionales, tales como inyección, moldeo, extrusión, moldeo por compresión y así sucesivamente desde que fue inventado en la década de 1980. Sin embargo, con el aumento de impresoras 3D que permiten una alta temperatura de la boquilla y una cama climatizada, la impresión 3D con PEEK permite la construcción de geometrías de diseño más complejas que no se pueden producir utilizando otras técnicas. También es un excelente candidato para el modelado de deposición fundida (FDM), debido a su baja absorción de humedad, especialmente en comparación con otros materiales comunes como ABS.
Aplicaciones comunes para PEEK
Debido a sus propiedades intrigantes, PEEK ya se utiliza ampliamente en industrias como la automoción, aeroespacial, ingeniería médica y eléctrica. Echemos un vistazo más de cerca a algunas aplicaciones.
Aeroespacial
La industria aeroespacial exige materiales seguros y fiables. PEEK conserva sus excelentes propiedades de material incluso cuando se expone a altas temperaturas y combustibles agresivos. Además, el bajo coeficiente de fricción de los fluoroplásticos de PEEK lo hace adecuado para su procesamiento en espacios pequeños.
El uso de piezas basadas en PEEK en el sector aeroespacial va desde piezas exteriores, debido a su excelente resistencia a la erosión de la lluvia. Además del uso interior, reducir el peligro en caso de incendio, debido a su baja emisión de humo y gases tóxicos y heredar el retardo en la llama.
En general, Polyeteretherketone está reemplazando cada vez más piezas de aluminio y metal en los aviones. Tales como abrazaderas, mangueras de alta presión o tubos de alambre eléctrico. Esto se traduce en un ahorro de peso de hasta el 70 % y en la reducción drástica de los costes de combustible. Por ejemplo, reducir el peso de la aeronave en sólo 45 kg en una flota de 500 aviones puede resultar en hasta $5,000,000 en ahorros anuales de costos de combustible
Automotriz
PEEK presenta excelentes propiedades de fatiga y resistencia química y, por lo tanto, se utiliza en sistemas de gestión de combustible para automóviles. Debido a su ligereza, está reemplazando varios componentes activos de metal o aluminio utilizados en los sistemas de transmisión, frenado y aire acondicionado. Esto puede incluir unidades de pistón, sellos, arandelas o rodamientos, lo que resulta en una reducción significativa en el peso y el ruido.
Además, las piezas personalizadas impresas en 3D para antiguos es un sector en rápido crecimiento. Pueden costar hasta un 90% menos que las piezas originales, es decir, si todavía son accesibles o fabricadas de la "manera antigua".
Eléctrico
Las excelentes propiedades eléctricas de PEEK lo convierten en un aislante eléctrico ideal. Con excelentes propiedades térmicas, las piezas de polímero PEEK son capaces de soportar altas temperaturas donde los aislantes convencionales ya podrían estar ardiendo. Esta fiabilidad de funcionamiento a largo plazo, así como la durabilidad de temperatura, presión y frecuencia, permiten que se utilice en los pines de los conectores de equipos de control de entorno submarino o bombas de agua de alta presión.
Además, PEEK se utiliza en dispositivos móviles. La búsqueda de dispositivos móviles más delgados, ligeros e inteligentes hizo que los componentes basados en PEEK crearan, por ejemplo, membranas delgadas para altavoces de teléfono o vainas para los oídos.
Médica
También en el campo médico, PEEK proporciona piezas innovadoras y rentables con excelente resistencia al desgaste, calor, electricidad y química. Su aplicación en la atención sanitaria consiste principalmente en instrumentos dentales, endoscopios, dializadores y sobre todo para ortopedia.
Aunque es significativamente más ligero que el aluminio, PEEK, especialmente cuando se imprime en 3D, permite un nuevo nivel de precisión para prótesis o implantes anatómicamente correctos diseñados específicamente en función de las necesidades de cada usuario. Mientras que todavía en sus zapatos de bebé, esta sección tiene un potencial de crecimiento fenomenal.
En medicina dental, PEEK se utiliza para reemplazar las manijas metálicas en jeringas dentales o cajas estériles para archivos de conducto radicular, por ejemplo. PEEK es adecuado aquí porque el polímero puede soportar hasta 3000 ciclos de esterilización de autoclave, generalmente a 130 oC, y mantener una excelente resistencia mecánica y estabilidad hidrolítica en agua caliente, vapor, disolventes o productos químicos.