La industria aeroespacial se encuentra con los aditivos:todo lo que necesita saber sobre ULTEM (PEI)

Introducción a los plásticos ULTEM

Los polímeros plásticos de alto rendimiento se dividen en dos categorías:termoestables y termoplásticos. Los polímeros termoendurecibles son aquellos que se solidifican a una dureza irreversible después del curado debido a los enlaces químicos dentro del plástico. El polímero se endurece en un patrón de enlaces cruzados que evita que se vuelva a fundir, incluso bajo condiciones de calor extremo.

ULTEM®, el nombre comercial de la polieterimida (PEI), es una de las pocas resinas termoplásticas amorfas disponibles comercialmente que conserva su integridad mecánica a altas temperaturas. Desarrollado inicialmente por General Electric Plastics Division (ahora SABIC) a principios de la década de 1980, ULTEM es un plástico de alto rendimiento que ha sido un elemento básico de la industria manufacturera durante más de 35 años. Este material es fuerte, resistente a los productos químicos y a las llamas, fácil de usar y capaz de soportar temperaturas extremadamente altas mientras conserva un conjunto de propiedades eléctricas estables.

A menudo utilizado en la producción de placas de circuitos, anteojos, preparación de alimentos y equipos de esterilización y, quizás más notablemente, piezas de aeronaves, ULTEM es conocido por su resistencia y durabilidad. Siga leyendo para descubrir todo lo que necesita saber sobre ULTEM.

Impresión con ULTEM

ULTEM es fácil de termoformar y se puede fabricar mediante modelado por deposición fundida (FDM). Una boquilla calentada sigue repetidamente una trayectoria establecida y emite una capa del material a la vez hasta que el producto se forma por completo.

El modelado por inyección es otra opción rápida y rentable para fabricar con ULTEM. Los gránulos termoplásticos se introducen en el tornillo de moldeo por inyección, se derriten y se inyectan en el molde, se enfrían y se endurecen, luego la pieza terminada se empuja hacia afuera a través del pasador eyector. Este proceso es ideal para la producción de piezas uniformes en grandes cantidades, como casquillos para quemar.

Especificaciones mecánicas

ULTEM se destaca de otros polímeros de alto rendimiento porque está diseñado exclusivamente para permanecer mecánicamente estable en condiciones extremas. Puede soportar temperaturas superiores a 217 °C durante largos períodos de tiempo y permanecer dimensionalmente estable en temperaturas fluctuantes. Es intrínsecamente resistente a las llamas y produce un humo mínimo que no es más tóxico que el humo producido al quemar madera.

Los termoplásticos amorfos tienen tendencia a agrietarse cuando entran en contacto con grasas y aceites de alimentos, alcoholes, ácidos, fluidos utilizados para el mantenimiento de automóviles y aeronaves y otras soluciones acuosas. ULTEM no solo puede resistir el agrietamiento por tensión en tales condiciones, sino que también es resistente a los rayos ultravioleta y la radiación gamma.

Las especificaciones mecánicas clave de ULTEM incluyen:

• Resistencia a la tracción en la rotura (73 °F):15 200 psi
• Resistencia a la flexión (73 °F):22 000 psi
• Alargamiento a la rotura (73 °F):60 %
• Resistencia al corte:15 000 psi
• Punto de fusión:426 °F
• Inflamabilidad:V-0
• Rigidez dieléctrica en el aire:830 V/mil

Estas especificaciones mecánicas son aplicables solo para ULTEM estándar; las especificaciones variarán para las diferentes variedades del producto, incluido ULTEM 10 %, 20 % y 30 % reforzado con fibra de vidrio.

ULTEM y la industria aeroespacial

La industria aeroespacial es comprensiblemente estricta con los estándares mecánicos y las normas de calidad que deben cumplir las piezas. Para garantizar el cumplimiento de los estándares de calificación y equivalencia establecidos por la Administración Federal de Aviación (FAA), las piezas nuevas deben pasar por procesos de prueba y aprobación largos, rigurosos y costosos.

Desafortunadamente, estos largos procesos son incompatibles con la creciente demanda de aeronaves más nuevas, más rápidas y más baratas. Para satisfacer esta demanda, se espera que los líderes de la industria como Boeing y Airbus aceleren los tiempos de producción y mantengan los costos bajos. Un número creciente de jugadores en la industria aeroespacial comercial están enfrentando estos desafíos con la ayuda de la fabricación aditiva, un proceso en el que pueden usar ULTEM.

ULTEM se encuentra entre las pocas resinas aprobadas para su uso en el sector aeroespacial comercial. Supera a los termoplásticos comparables cuando se trata de resistir la fluencia, la tendencia de los materiales a deformarse y degradarse bajo estrés mecánico repetido. También resiste bien cuando entra en contacto con varios combustibles, refrigerantes y lubricantes. Su resistencia a las llamas garantiza que cumple con la norma 25.853 de la FAA sobre inflamabilidad. De hecho, ULTEM ya se ha mostrado muy prometedor como material viable para bloqueadores de incendios y fundas para asientos de aviones.

Además, ULTEM puede ayudar a las empresas aeronáuticas a alcanzar sus objetivos de reducción de costes reduciendo el peso. Por ejemplo, LSG Sky Chefs y Norduyn colaboraron en una flota de carros ultraligeros en vuelo que aprovecharon ULTEM. Un Boeing 747 completo cargado con estos carros sería 1,650 libras más liviano que un avión cargado con carros estándar, una reducción de peso que podría generar alrededor de $65,000 en ahorros de combustible por año. Con ULTEM, los fabricantes de piezas de aviones no tienen que elegir entre un polímero resistente o ligero:obtienen lo mejor de ambos mundos.

¿Por qué ULTEM?

Para los fabricantes, imprimir un producto fuerte, estable, liviano, resistente a las llamas y a los productos químicos, fácil de procesar y equipado con propiedades mecánicas versátiles puede parecer una tarea difícil. ULTEM marca cada casilla. Este polímero de alta fidelidad es una excelente opción para una variedad de aplicaciones, desde interruptores simples hasta piezas complejas de aviones.

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