RESCOLL y 3NTR hacen posible la impresión en 3D FFF con polímeros de alta temperatura y composites, en el marco del proyecto «Clean Sky SPECTRAL»

La impresión 3D FFF (Fabricación mediante Filamento Fundido) para componentes poliméricos de altas prestaciones ingenieriles (como pueden ser PEEK, PEKK, PEAK…) es ahora asequible y rentable.

La tecnología FFF se ha considerado hasta ahora como un proceso no industrial. Por contra, ofrece importantes ventajas técnicas y económicas. Recientemente ha generado, en las empresas más relevantes, un renovado interés por sus aplicaciones industriales. Se espera que en los próximos tres años, el ámbito de la impresión 3D girará en torno al mercado FFF.

Los llamados «polímeros de altas prestaciones » están muy extendidos en aplicaciones que exigen una alta resistencia mecánica además de otros requerimientos técnicos para aplicaciones como la aeronáutica espacial y las médicas. Sin embargo, el alto punto de fusión, la deformación con el enfriamiento, el control de la cristalización y otras cuestiones técnicas inherentes al proceso de impresión de polímeros, han limitado su desarrollo en aplicaciones profesionales.

En general, los fabricantes de equipos FFF se enfocan más a un modelo B2C (Business to Client / de negocio a cliente) que a uno B2B (Business to Business / de negocio a negocio). Éste último modelo acepta el auténtico desafío de desarrollar equipos industriales concebidos para la precisión y robustez. Las tecnologías de impresión FFF brindan un amplio abanico de posibilidades en campo de los polímeros, posibilitan modificarlos incorporándoles prestaciones como la conductividad eléctrica y térmica, resistencia al fuego u osteoconductividad. En los últimos dos años, los fabricantes han mejorado la calidad superficial de 50 a 20 micrones, gracias a cambiar espacios de impresión abiertos por cámaras cerradas, con sofisticados sistemas para el control térmico y diversas funciones de programación. El desarrollo de los equipos no acaba aquí, multitud de mejoras están en curso, como, aumentar la capacidad de impresión para piezas de gran tamaño, sobre pieza ya existente y simplificando los sistemas de alimentación del material.

Desde la perspectiva de los polímeros, los fabricantes están empezando a crear categorías concretas. Los desarrolladores están optimizando los existentes actualmente, (de extrusión o inyección), para el rendimiento y el procesado. También son estudiados aspectos relevantes sobre cómo producir filamentos de alta calidad con un diámetro preciso y constante, porosidad aceptable, baja concentración de humedad, reducir la degradación de las cadenas poliméricas, su posicionamiento, ordenación y la distribución de la fibra (si la hubiese) …

Por último, el proceso también es importante. El control térmico inadecuado, la velocidad de impresión, el rendimiento del material y el diseño del soporte, pueden derivar en la consecuente separación entre capas de polímeros debido al pobre contacto, diferentes fenómenos de contracción, deformación de las piezas finales y diversos fenómenos indeseables.

El consorcio europeo del proyecto SPECTRAL. Constituido dentro del contexto de la iniciativa «Clean Sky 2»  (contrato 737845), ha impreso con éxito sus primeras piezas usando PEEK. El consorcio está inducido por RESCOLL (desarrolla materiales) e incluye a 3NTR (desarrolla impresoras) y AIRBUS (Gestor). El proyecto SPECTRAL está desarrollando una nueva generación de impresoras de alto rendimiento específicamente para altas temperaturas, polímeros industriales complicados de imprimir, y es capaz de imprimir sus primeras piezas en PEEK gracias a las características de las impresoras SPECTRAL. El consorcio pronostica poner en el mercado una nueva tecnología de impresión con sus materiales asociados a lo largo de 2018. El equipo, los materiales y el proceso han de cubrir las exigencias de calidad de la industria aeroespacial. Los distintos actores aceptan diferentes retos que se corresponden con piezas industriales del mundo real, las cuales, se imprimirán para evaluar y superar los diferentes obstáculos que genera la tecnología.