Formlabs presenta la Flame Retardant Resin, para la impresión 3D de aplicaciones de alto rendimiento

Para los fabricantes de sectores como la aviación, la electrónica, los productos sanitarios y el transporte, necesitar piezas ignífugas no es nada nuevo. Estos entornos en los que suele haber chispas, éter u otras fuentes de combustible necesitan una supervisión normativa estricta para mantener la seguridad de los espacios de trabajo y los productos. La norma por excelencia en estos ámbitos es la UL 94, una certificación de inflamabilidad de los plásticos que determina la tendencia que tiene un material a extinguir o propagar la llama cuando echan a arder. La Flame Retardant Resin de Formlabs posee la certificación de tarjeta azul UL 94 V-0, supera los requisitos de las normas FAR 25.853(a) y los ensayos de humo y toxicidad, y puede soportar entornos peligrosos con llamas expuestas, fuentes de ignición y temperaturas elevadas.

Normalmente, los plásticos que han podido cumplir estas normas se han mecanizado, moldeado por inyección o fundido. Estos procesos a menudo requieren equipamiento industrial caro u horas de trabajo manual. Muchas empresas externalizan el trabajo a talleres de mecanizado o establecimientos de moldeo, pero se topan con esperas de semanas o altos precios de envío. Procesos in situ más asequibles, como la fundición, requieren que los usuarios realicen un proceso de varios pasos de fundición de silicona y poliuretano basados en patrones mecanizados o impresos en 3D. Anteriormente, los procesos de trabajo tanto externalizados como in situ resultaban demasiado caros e ineficientes o implicaban demasiado trabajo manual como para recurrir a ellos de forma continua, lo que los excluía de posibles aplicaciones que requieren una certificación UL 94. 

Los avances en algunos materiales de impresión 3D han hecho que haya materiales resistentes a las altas temperaturas o ignífugos disponibles, pero tienen desventajas. Muchos fabricantes de impresoras 3D de modelado por deposición fundida (FDM) ofrecen filamentos ignífugos, pero estas piezas no son adecuadas para ensayos funcionales, piezas de uso final para los clientes o aplicaciones de mantenimiento y reparación. Otras tecnologías, como la SLA, han ofrecido anteriormente materiales de impresión 3D resistentes a las altas temperaturas que son isotrópicos, tenaces y tienen un acabado de la superficie de gran calidad, pero que carecían de una certificación UL 94.

La Flame Retardant Resin combina cada faceta para hacer posibles aplicaciones de alto rendimiento y procesos de trabajo seguros y certificados, todo ello con la accesibilidad y la potencia de la plataforma SLA de Formlabs. Después de un poscurado a 80 °C durante 120 minutos, las piezas de Flame Retardant Resin tienen una temperatura de flexión bajo carga de 111 °C a 0,45 MPa y un módulo de tracción de 3,1 GPa. Otros materiales diseñados para temperaturas elevadas pueden ser frágiles, pero la Flame Retardant Resin puede hacer las veces de componente en un ensamblaje funcional y perforarse para incorporar roscas para tornillos. Las piezas son rígidas y resistentes a la fluencia, lo que las hace fiables y ofrece resultados repetibles en entornos de interior e industriales. A diferencia de muchas piezas hechas mediante FDM, la Flame Retardant Resin muestra un acabado de la superficie mate, con líneas limpias y una gran precisión dimensional, lo que produce piezas adecuadas para productos de uso final o componentes en ensamblajes que requieren tolerancias ajustadas.

^{*Hay dos opciones de poscurado para la Flame Retardant Resin. Consulta también la ficha técnica para comprender el efecto que tienen las distintas opciones de poscurado sobre las propiedades mecánicas y elige la más adecuada para la aplicación que deseas. Para obtener la máxima temperatura de flexión bajo carga a 0,45 MPa, poscura las piezas en la Form Cure durante 120 minutos a 80 °C. Para aplicaciones que no requieran la máxima resistencia al calor pero que puedan beneficiarse de una mayor tenacidad, poscura las piezas en la Form Cure durante 60 minutos a 70 °C.}

Sectores como la industria aeroespacial y la automoción integran con frecuencia algún tipo de impresión 3D en sus procesos de trabajo de prototipado, pero a menudo deber pasar a métodos de fabricación tradicionales mientras siguen estando en la etapa de desarrollo para cumplir los requisitos normativos de inflamabilidad. Los materiales de impresión 3D típicos pueden llegar a tener la resistencia y la temperatura de flexión bajo carga necesarias para rendir en las fases de ensayo funcional, pero carecen de la certificación UL. Ahora, con la Flame Retardant Resin, las grandes empresas pueden no solo mejorar sus cronologías de desarrollo, sino también usar un material común entre los equipos: en el diseño, en las operaciones de mantenimiento y reparación y en las fijaciones de fabricación. 

En muchos sectores, hay que pedir las piezas de mantenimiento y reparación al fabricante original para que el producto mantenga su conformidad. Hasta ahora, la impresión 3D SLA no había sido una opción viable, a pesar de su bajo coste por pieza y su eficiencia. Con la Flame Retardant Resin, la impresión 3D SLA por fin se puede usar como solución para fabricar piezas de reparación bajo demanda. 

Utilizar una plataforma escalable como la Form 3+ y la Form 3L permite a grandes equipos expandir la capacidad de su parque de impresoras 3D sin una gran inversión, dando a cada miembro del equipo acceso a un material ignífugo, autoextinguible, tenaz y resistente que se puede utilizar en situaciones reales.

La Flame Retardant Resin puede optimizar el proceso de trabajo para los productos al pasar de la fase de diseño iterativo a las piezas de uso final en volúmenes bajos. Gracias a la Flame Retardant Resin y la Form 3+ o la Form 3L de Formlabs, los usuarios pueden prototipar rápidamente con el mismo material que usarán en ensayos funcionales y ambientales, así como en series de producción de volumen bajo a medio (en el caso de usuarios de adopción temprana). Utilizar un material a lo largo del proceso puede ayudar a reducir la necesidad de rediseños y permitir a los gestores de productos centrarse totalmente en el rendimiento y las opiniones de los usuarios. Las piezas resistentes y funcionales que pueden superar los obstáculos de la normativa ayudan a las empresas a llevar sus productos hasta los consumidores y aprovechar las oportunidades del mercado. 

NZ Technologies (NZTech) se especializa en el diseño y la fabricación de productos avanzados de interacción hombre-máquina, como plataformas de visualización sin contacto físico para aplicaciones médicas y quirúrgicas. Para muchos de sus entornos de uso final, estos productos deben contar con una certificación UL de principio a fin. Para aplicaciones médicas como los productos sanitarios, dichos productos tendrán que estar hechos de materiales ignífugos y autoextinguibles para cumplir los requisitos del quirófano. Para optimizar el proceso de diseño, incluso los prototipos estéticos se fabrican con los mismos materiales.

El equipo de NZTech ha estado usando una impresora de filamento FDM para prototipar su producto TIPSO® AirPad, una interfaz sin contacto físico para cirujanos, pero a las piezas les faltaba resolución y precisión. Por lo tanto, el director de ingeniería de hardware de NZTech, Jordan Karyanto, necesitaba la resolución y la potencia bajo demanda de su Form 3+, así como la calificación UL 94 para cumplir las normas IEC 60601-1 (internacional) y EN 60601-1 (europea) y tener sus certificaciones en regla. Al contar con un acceso anticipado a la Flame Retardant Resin, ha podido combinar estas ventajas y establecer un proceso de trabajo eficaz.

Karyanto y su equipo han utilizado la Form 3+ para fabricar piezas precisas que requieren poco trabajo de posacabado para que estén listas para su ensayo y certificación en otros sectores. "Si fabricamos una pieza para realizar ensayos, necesitamos que tenga el mismo aspecto y funcionalidad que el producto final. Queremos poder integrar con facilidad un componente electrónico en una carcasa, lo que requiere precisión dimensional. En cuanto la carcasa está fabricada con materiales ignífugos, queda aceptada durante la fase de ensayo, así que obtenemos tanto funcionalidad como conformidad con las normas", dice Karyanto.

Avance Design, una empresa de asesoría para ingeniería y desarrollo de productos de Indianápolis, en EE. UU., ha estado utilizando la tecnología de impresión 3D durante más de una década, pero sigue viendo cómo aparecen nuevas oportunidades y aplicaciones con cada nuevo avance en el desarrollo de materiales de impresión 3D. Hablamos con Tony Parker, director de Avance Design, acerca de su proceso de trabajo con la Flame Retardant Resin. 

Junto con la fundición, el moldeo, el mecanizado y la impresión FDM, Avance utiliza tres impresoras SLA Form 3+ y dos Form 3L para desarrollar productos para los sectores de la medicina, la robótica, la arquitectura y la electrónica. Fabricar piezas para uno de sus clientes del sector de la electrónica solía requerir que Avance realizara un proceso de fundición de poliuretano. Tony Parker tenía que imprimir en 3D o mecanizar un patrón de molde, construir un molde de silicona a su alrededor, encontrar un poliuretano comercial con certificación UL y verterlo en el molde de silicona para después extraer la pieza de poliuretano fundida y posacabarla. "Cada pieza llevaba varios días, y si nos llegaba un pedido de 20 piezas, tardábamos alrededor de tres semanas", dice Parker. 

Ahora, con la Flame Retardant Resin, Parker puede eliminar varios pasos del proceso y pasar del diseño en CAD a la pieza acabada mucho más rápido. "Poder imprimir en 3D directamente esa pieza con la Flame Retardant Resin reduce ese tiempo a tal vez una semana para el conjunto de las 20 piezas", dice Parker.

Además de reducir el tiempo y el trabajo manual necesarios para fabricar piezas con certificación UL, el proceso de trabajo para SLA de Formlabs con la Flame Retardant Resin ofrece libertad de diseño, un acabado de la superficie superior y una pieza resistente y duradera, capaz de soportar fuentes adicionales de esfuerzo como los tornillos.