Poliuretano elastomérico (EPU): características clave y aplicaciones

El poliuretano elastomérico (EPU) es una familia de materiales similares al caucho desarrollados por Carbon para el proceso Digital Light Synthesis™ (DLS). Similar a otros materiales elastoméricos, EPU tiene una respuesta de material no lineal con una elongación a rotura muy alta. Este material altamente elástico es adecuado para aplicaciones que requieren resistencia al impacto o aislamiento de vibraciones.

Carbon ofrece dos grados diferentes de materiales EPU: EPU 40 y EPU 41. Aunque tienen muchas similitudes, EPU 41 es ligeramente más rígido que EPU 40 y por lo tanto tiene más rigidez de forma, incluso bajo carga cíclica constante. Sin embargo, el EPU 41 más rígido tiene una elongación a rotura mucho menor, lo que significa que es más propenso a fracturarse a mayor deformación. Tanto EPU 40 como 41 son materiales perfectos para la integración de una estructura de celosía conforme, donde la estructura puede optimizarse o adaptarse localmente para los requisitos de su aplicación dada.

Especificaciones mecánicas para Carbon® EPU 40 y 41

Especificaciones mecánicas EPU 40
Resistencia a la tracción última: 7.7 MPa
Elongación a rotura: > 250%
Resistencia al desgarro: 23 kN/m
Tensión al 50%: 1.9 MPa
Tensión al 100%: 3.0 MPa

Lea la hoja de datos técnica de Carbon® EPU 40 para más detalles.

Especificaciones mecánicas EPU 41
Resistencia a la tracción última: 6.2 MPa
Elongación a rotura: > 130%
Resistencia al desgarro: 20 kN/m
Tensión al 50%: 2.7 MPa
Tensión al 100%: 4.7 MPa

Lea la hoja de datos técnica de Carbon® EPU 41 para más detalles.

Por qué usar EPU 40 vs. EPU 41

La diferencia más obvia entre EPU 40 y 41 es el color natural; EPU 40 es negro estándar mientras que EPU 41 es un verde lino distintivo. Tanto EPU 40 como 41 pueden reemplazar materiales elásticos tradicionales mientras proporcionan buena disipación de energía y cumplimiento. Aunque los dos son bastante similares, los detalles de su aplicación podrían hacer que un material sea ventajoso sobre el otro.

EPU 40
EPU 40 es el material EPU original de Carbon®. La menor rigidez proporciona una estructura más conforme que es adecuada para aplicaciones que requieren amortiguación, disipación de energía y absorción de choques. Además, la alta elongación a rotura significa que puede recuperarse de deformaciones muy grandes.

Sin embargo, debido al color negro natural, las piezas impresas con EPU 40 limitan las opciones estéticas de color.

EPU 41
EPU 41 es la última adición de Carbon® a su familia EPU. Es un material elastomérico de grado de producción con mayor rigidez y resiliencia (retorno de energía) que EPU 40. La rigidez de EPU 41 le permite superar los límites en la complejidad de la pieza porque las piezas pueden hacerse de estructuras más intrincadas como celosías.

En general, las piezas impresas con EPU 41 tienen un acabado superficial más suave y requieren menos post-procesado, lo que las hace listas para aplicaciones orientadas al cliente.

Aplicaciones populares de EPU

Los materiales EPU se prestan bien para aplicaciones que demandan resistencia a la abrasión, resistencia al desgarro, resistencia química y compatibilidad de temperatura.

Combinados con la capacidad única de tanto EPU 40 como 41 para crear estructuras de celosía funcionales, pueden acomodar diseños para aplicaciones exigentes como:

• Reemplazo de espuma
• Aislamiento de vibraciones
• Juntas
• Sellos

EPU 40 es excelente para celosías de amortiguación, lo que lo hace perfecto para aplicaciones industriales, como robótica, utillaje industrial y carga intermitente que requieren absorción de choques. Las celosías que consisten en EPU 41, por otro lado, tienen mayor resiliencia y son adecuadas para aplicaciones con una interfaz que requieren un cierto "tacto" o elemento táctil en el que se desea retorno de energía.

Fast Radius puede ajustar la dureza de las celosías EPU para lograr diferentes atributos de rendimiento en diferentes regiones de una pieza para una funcionalidad mejorada y mayor comodidad del usuario, como fue el caso cuando trabajamos con Steelcase para rediseñar un apoyabrazos en su galardonada silla SILQ.

El proceso aditivo para usar con materiales EPU

Carbon® diseñó EPU 40 y 41 específicamente para su proceso DLS, lo que significa que ambos pueden someterse al proceso de interfaz líquida continua (CLIP) para imprimir piezas isotrópicas de grado de producción.

Consideraciones de diseño y operativas
Hay tres consideraciones principales de diseño a tener en cuenta al diseñar piezas con EPU 40 y 41: Voladizos, vacíos y tamaño de pieza.

Ambos materiales vienen con una limitación de ángulo de voladizo de 45 grados; cualquier cosa por encima de eso requerirá material de soporte. Además, los vacíos deben diseñarse meticulosamente fuera de su pieza para evitar que el aire quede atrapado. También, es importante mantener el tamaño de su pieza en una altura mínima de característica para evitar tiempos de impresión largos. La consideración operativa clave aquí es asegurar que haya una superficie plana para que las capas se asienten y acepten soportes sacrificiales.

Una consideración operativa secundaria es la vida útil de EPU 40 y 41. Ambos materiales solo pueden ejecutarse a través del proceso DLS dentro del marco de tiempo de sus respectivas vidas útiles, o cuánto tiempo son trabajables después de ser catalizados. La vida útil de EPU 40 es ligeramente más corta que la de EPU 41. Así que, si su pieza es bastante grande, entonces usar EPU 41 puede ser preferible.

Cuándo esperar su pieza

EPU 40 y 41 pueden funcionar dentro de nuestro plazo de entrega estándar de cinco a siete días hábiles — dos para pedidos urgentes o construcciones más pequeñas. Dependiendo del tamaño y forma de su pieza, la impresión puede tomar desde varios minutos hasta 12 horas.

Las piezas hechas con cualquiera de los materiales requerirán un lavado de 10 minutos y una curación térmica de ocho horas o menos.

Analice las restricciones de su aplicación antes de seleccionar un material. Si está mirando una aplicación industrial, entonces EPU 40 podría ser una buena opción. Pero, si busca una estética de color específica, entonces EPU 41 podría ser la mejor elección.

Antes de elegir entre EPU 40 y 41, le animamos a contactar a nuestro equipo para discutir cada opción.

Nuestra huella de microfábrica en crecimiento hará accesibles las fábricas más avanzadas del mundo para todos.

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