Erklärt: 3D-Druck mit flammhemmenden Polymeren

Viele 3D-Druckmaterialien kommen regelmäßig auf den Markt, aber flammhemmende Polymere sind eine wachsende Kategorie. Flammhemmende Materialien verhindern die Ausbreitung von Bränden und sind für einige Anwendungsfälle unerlässlich. Sie können hohen Temperaturen standhalten und sind viel weniger anfällig für Feuer und Flammen.

In einigen Regionen und Branchen verlangen Gesetze und Vorschriften flammhemmende Eigenschaften von Endverbrauchsteilen. In anderen Fällen müssen die 3D-gedruckten Werkzeuge hohen Temperaturen standhalten können. Flammhemmende Materialien tragen zur Verbesserung der Sicherheit bei. Andernfalls bestünde die Gefahr, dass ein Teil versagt oder sich ein Feuer ausbreitet.

Aus all diesen Gründen erfüllen flammhemmende Materialien hohe Zertifizierungsstandards für bestimmte Branchen. Dieser Leitfaden befasst sich mit einigen kritischen Anwendungsfällen und beschreibt einige verfügbare flammhemmende Materialien.

Flammhemmende Polymeranwendungen

Luft- und Raumfahrt

Sicherheit ist in der Luft- und Raumfahrtindustrie von entscheidender Bedeutung. Strenge Vorschriften setzen den Standard, so dass die Industrie die Regeln beim Einsatz von Teilen befolgen muss. Airbus hat erfolgreich Innenraumteile, wie z. B. Paneele, mit flammhemmenden Materialien durch selektives Lasersintern und Fused Deposition Modeling hergestellt. Auch Emirates verwendet flammhemmende Materialien für den 3D-Druck einiger Teile, wie z. B. Videomonitor-Abdeckungen. Alle diese Teile erfüllen strenge Anforderungen an die Wärmeabgabe, so dass sie im Falle eines Brandes wirksam sind.

Schiene

Wie die Luft- und Raumfahrtindustrie unterliegt auch die Bahnindustrie strengen Sicherheitsvorschriften. Der 3D-Druck mit flammhemmenden Materialien hat sich dabei als sehr hilfreich erwiesen. Der multinationale Hersteller Alstom verwendet flammhemmende 3D-gedruckte Lüftungsschlitze in einigen Zügen. Additive Fertigung ist besonders vorteilhaft für Erstellung von Ersatzteilen auf Anfrage in der Eisenbahnindustrie, wodurch sich die Durchlaufzeiten und Lagerkosten verringern.

Elektronik

Schwerentflammbarkeit ist eine hilfreiche Eigenschaft für elektronische Bauteile. 3D-gedruckte Materialien werden üblicherweise in "passiven" Teilen des Elements - wie Gehäusen und Steckern - für den Fall eines elektrischen Fehlers verwendet. Diese Teile sind nicht nur schwer entflammbar, sondern können auch sehr individuell gestaltet werden.

Schwer entflammbar vs. flammhemmend: Was ist der Unterschied? 

Die Begriffe schwer entflammbar und schwer entflammbar sind oft klärungsbedürftig. Das ist verständlich, denn es gibt einige Ähnlichkeiten zwischen den beiden Begriffen. Der Hauptunterschied besteht darin, dass schwer entflammbare Materialien einer gewissen Hitze widerstehen können, aber sie sind so konzipiert, dass sie die Ausbreitung von Bränden verhindern. Schwer entflammbare Materialien sind so konstruiert, dass sie gar nicht erst brennen.

Beispiele für flammhemmende Polymere

Es gibt viele verschiedene flammhemmende Polymere, und die Unternehmen entwickeln regelmäßig neue Materialien oder Varianten. Mehrere verschiedene flammhemmende Polymere sind auf der MakerVerse Plattform verfügbar.

PA-12 flammhemmend

Technologie: Selektives Laser-Sintern (SLS)

PA 12 ist ein Standardmaterial für die SLS-Technologie. Es verbindet hohe Zugfestigkeit mit Stabilität. Dieser Variante von PA 12 ist eine einzigartige flammhemmende Chemikalie zugesetzt. Dieses Material wird häufig in der Luft- und Raumfahrt und im Schienenverkehr eingesetzt. Siehe die Datenblatt.

Wesentliche Qualifikationen: CS 25 (Spezifikation der Europäischen Agentur für Flugsicherheit für Großflugzeuge), JAR 25 (Joint Aviation Requirement), FAR 25 (Federal Aviation Administration der USA), UL 94 V-0 (Standard for Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances).

ULTEM 1010

Technologie: Fused Deposition Modeling (FDM)

ULTEM 1010 ist ein hochleistungsfähiges thermoplastisches Polyetherimid (PEI) mit dem niedrigsten Wärmeausdehnungskoeffizienten unter allen FDM-Materialien. Es zeichnet sich außerdem durch eine hohe Wärmebeständigkeit, Zugfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit aus und ist damit ideal für anspruchsvolle und spezielle Anwendungsfälle. Bitte sehen Sie sich das Datenblatt an.

Wesentliche Qualifikationen:  FAR 25 und OSU 65/65 (USA Federal Aviation Administration) UL 94 V-0 und 5 VA

ULTEM 9085

Technologie: Fused Deposition Modeling (FDM)

ULTEM 9085 ist ein Hochleistungsthermoplast mit hoher Festigkeit. In Verbindung mit seiner Flammwidrigkeit wird er daher häufig in der Luftfahrt- und Eisenbahnindustrie eingesetzt. Bitte sehen Sie sich das Datenblatt an.

Wesentliche Qualifikationen:  FAR 25 und OSU 65/65, EN45545 R6-HL3 (Europäische Eisenbahnnorm für Brandschutz), UN ECE Regelung 118 (Brandschutz von Bussen).