Spiegato: Stampa 3D con polimeri ignifughi

Molti materiali per la stampa 3D arrivano regolarmente sul mercato, ma polimeri ritardanti di fiamma sono una categoria in crescita. I materiali ignifughi, spesso arricchiti con additivi ignifughi, impediscono la propagazione degli incendi e sono essenziali per alcuni casi d'uso. Sono in grado di resistere alle alte temperature e hanno minori probabilità di prendere e mantenere il fuoco.aRitardanti di fiamma

In alcune regioni e settori, le leggi e le normative richiedono proprietà ignifughe per le parti destinate all'uso finale. In altri casi, gli utensili stampati in 3D devono essere in grado di resistere alle alte temperature. I materiali ignifughi contribuiscono a migliorare la sicurezza. Altrimenti, ci sarebbe il rischio di rottura del pezzo o di propagazione del fuoco.

Per tutti questi motivi, i materiali ritardanti di fiamma soddisfano elevati standard di certificazione per settori specifici. Questa guida esamina alcuni casi d'uso critici e illustra alcuni materiali ritardanti di fiamma disponibili.

Introduzione ai polimeri ritardanti di fiamma

I polimeri ritardanti di fiamma sono una classe specializzata di materiali progettati per resistere all'accensione e rallentare la propagazione del fuoco. Questi materiali resistenti al fuoco sono indispensabili nei settori in cui la sicurezza è fondamentale, come l'edilizia, l'automotive e l'elettronica. I polimeri ignifughi possono derivare da diversi materiali di base, tra cui plastiche, elastomeri e compositi. Questi polimeri sono spesso trattati con additivi specifici per migliorarne le proprietà ignifughe. Questi additivi possono includere ritardanti di fiamma alogenati, ritardanti di fiamma bromurati e ritardanti di fiamma inorganici, ognuno dei quali contribuisce al ritardo di fiamma complessivo del materiale. Incorporando questi additivi, i polimeri ritardanti di fiamma diventano più efficaci nel prevenire gli incendi e nel garantire la sicurezza nelle applicazioni critiche.

Proprietà dei materiali polimerici ritardanti di fiamma

Ritardante di fiamma materiali polimerici possiedono diverse proprietà chiave che li rendono essenziali per le applicazioni di sicurezza antincendio:

• Alta resistenza al calore: Questi materiali possono resistere a temperature elevate senza incendiarsi o fondersi, il che li rende adatti agli ambienti in cui il calore elevato è un problema.

• Bassa infiammabilità: Progettati per resistere all'accensione, i polimeri ritardanti di fiamma rallentano la propagazione dell'incendio, fornendo tempo prezioso per l'evacuazione e le operazioni di spegnimento.

• Alta resistenza all'usura: Oltre alle proprietà di resistenza al fuoco, questi polimeri sono durevoli e in grado di sopportare un'usura significativa, il che li rende ideali per l'uso in edilizia e nel settore automobilistico.

• Buona resistenza agli agenti chimici: I polimeri ritardanti di fiamma resistono a varie sostanze chimiche, consentendo loro di mantenere l'integrità e le prestazioni anche in ambienti difficili.

Queste proprietà migliorano complessivamente la sicurezza e l'affidabilità dei materiali polimerici ritardanti di fiamma in varie applicazioni, garantendo la conformità ai severi standard di sicurezza antincendio.

Applicazioni dei materiali polimerici ignifughi

Aerospaziale 

La sicurezza è fondamentale nell'industria aerospaziale, dove le materie plastiche ignifughe sono essenziali. Le normative più severe stabiliscono gli standard, quindi l'industria deve seguirli quando utilizza i componenti. Airbus ha costruito con successo parti della cabina interna, come i pannelli, con materiali ritardanti di fiamma utilizzando la sinterizzazione laser selettiva e modellazione a deposizione fusa. Emirates utilizza anche materiali ritardanti di fiamma per stampare in 3D alcune parti, come ad esempio coperture per monitor video. Tutti questi componenti rispettano rigorosi requisiti di rilascio di calore, rendendoli efficaci in caso di incendio.

Ferrovia

Come l'industria aerospaziale, anche quella ferroviaria è soggetta a severe norme di sicurezza. I ritardanti di fiamma alogeni sono comunemente utilizzati nel settore ferroviario per soddisfare questi rigorosi standard di sicurezza. La stampa 3D con materiali ignifughi si è rivelata molto utile. Alstom, produttore multinazionale, utilizza materiali ritardanti di fiamma. Prese d'aria stampate in 3D su alcuni treni. La produzione additiva è particolarmente vantaggioso per creare pezzi di ricambio su richiesta nel settore ferroviario, riducendo i tempi di consegna e i costi di stoccaggio.

Elettronica

Il ritardo di fiamma è una caratteristica utile per i componenti elettronici. Gli ossidi metallici sono spesso utilizzati in questi componenti per migliorarne le proprietà ignifughe. I materiali stampati in 3D sono comunemente utilizzati nelle parti "passive" dell'elemento, come gli alloggiamenti e i connettori, in caso di guasto elettrico. Queste parti non solo sono ignifughe, ma possono essere altamente personalizzate.

Ingegneria edile

Nell'ingegneria edile, i polimeri ritardanti di fiamma svolgono un ruolo cruciale nel migliorare la sicurezza antincendio. Questi materiali sono utilizzati in diverse applicazioni chiave:

• Isolamento degli edifici: I polimeri ritardanti di fiamma vengono impiegati per isolare gli edifici, riducendo il rischio di incendio e migliorando l'efficienza energetica.

• Materiali per tetti: Questi polimeri sono utilizzati nei materiali di copertura per migliorare la resistenza al fuoco e la durata, fornendo un ulteriore strato di protezione contro i potenziali rischi di incendio.

• Materiali per pareti: I polimeri ignifughi sono incorporati nei materiali da parete per prevenire la diffusione del fuoco e migliorare la sicurezza e la durata complessiva degli edifici.

Integrando i polimeri ignifughi nei materiali da costruzione, gli ingegneri possono ridurre significativamente il rischio di incendio e migliorare la sicurezza delle strutture.

Altre applicazioni

Oltre all'edilizia, i polimeri ritardanti di fiamma sono utilizzati in diversi altri settori:

• Automobilistica: Nel settore automobilistico, i polimeri ritardanti di fiamma sono utilizzati in componenti come cinture di sicurezza e airbag, dove la resistenza al fuoco è fondamentale per la sicurezza dei passeggeri.

• Elettronica: Questi polimeri sono essenziali nelle applicazioni elettroniche, comprese le schede e i cablaggi, dove aiutano a prevenire gli incendi elettrici e a garantire il funzionamento sicuro dei dispositivi.

• Aerospaziale : Nell'industria aerospaziale, i polimeri ritardanti di fiamma sono utilizzati nei componenti di aerei e veicoli spaziali, garantendo una resistenza al fuoco fondamentale in ambienti ad alto rischio.

La versatilità e l'efficacia dei polimeri ritardanti di fiamma li rendono indispensabili in diversi settori, migliorando la sicurezza e l'affidabilità.

Resistente alla fiamma e ritardante di fiamma: Qual è la differenza? 

I termini resistente e ritardante di fiamma devono spesso essere chiariti. I materiali ignifughi sono progettati per impedire la propagazione del fuoco sui materiali combustibili, mentre quelli resistenti alla fiamma sono progettati per impedire la propagazione del fuoco sui materiali combustibili. i materiali sono costruiti per evitare di bruciare del tutto. È comprensibile che i due termini presentino alcune analogie. La differenza principale è che i materiali ignifughi possono resistere a determinati livelli di calore, ma sono progettati per impedire la propagazione degli incendi. I materiali resistenti alla fiamma sono costruiti in modo da non bruciare affatto.

Standard e classificazioni per i polimeri ignifughi

Per garantire la sicurezza e l'efficacia dei polimeri ritardanti di fiamma, sono in vigore diversi standard e classificazioni:

• UL94: Questo test di infiammabilità per le materie plastiche, riconosciuto a livello internazionale, valuta la capacità del materiale di estinguere una fiamma dopo l'accensione.

• EN-45545: Standard europeo per la protezione antincendio dei veicoli ferroviari, la norma EN-45545 classifica i materiali in base al loro comportamento al fuoco e alle emissioni di fumo.

• FMVSS 302: Questo standard automobilistico richiede che i materiali soddisfino specifici requisiti di infiammabilità, garantendo la sicurezza dei componenti del veicolo.

• FAR 25.853: Una norma dell'aviazione, la FAR 25.853, impone che i materiali utilizzati negli aeromobili soddisfino severi requisiti di infiammabilità per garantire la sicurezza dei passeggeri.

Questi standard e classificazioni forniscono un quadro completo per la valutazione delle proprietà ignifughe dei polimeri ritardanti di fiamma, garantendo che soddisfino i requisiti di sicurezza necessari per le applicazioni previste.

Esempi di polimeri ritardanti di fiamma

Sono disponibili molti polimeri ritardanti di fiamma e le aziende sviluppano regolarmente nuovi materiali o varianti. Sulla piattaforma MakerVerse sono disponibili diversi polimeri ignifughi.

PA-12 ritardante di fiamma

Tecnologia: Sinterizzazione laser selettiva

Il PA 12 è un materiale standard quando si utilizza la tecnologia SLS. Combina un'elevata resistenza alla trazione con la stabilità. Questa variante del PA 12 è arricchita da un'esclusiva sostanza chimica ritardante di fiamma. Questo materiale è comunemente utilizzato nei settori aerospaziale e ferroviario. Vedere il Scheda tecnica.

Qualifiche essenziali: CS 25 (specifica dell'Agenzia europea per la sicurezza aerea per i grandi aerei), JAR 25 (Joint Aviation Requirement), FAR 25 (Federal Aviation Administration degli Stati Uniti), UL 94 V-0 (Standard for Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances).

ULTEM 1010

Tecnologia: Modellazione a deposizione fusa

ULTEM 1010 è una polieterimmide termoplastica (PEI) ad alte prestazioni con il più basso coefficiente di espansione termica tra tutti i materiali FDM. Vanta inoltre un'elevata resistenza al calore, alla trazione e agli agenti chimici, che lo rendono ideale per casi di utilizzo impegnativi e specializzati. Si prega di dare un'occhiata alla scheda tecnica.

Qualifiche essenziali:  FAR 25 e OSU 65/65 (Amministrazione federale dell'aviazione USA) UL 94 V-0 e 5 VA

ULTEM 9085

Tecnologia: Modellazione a deposizione fusa

L'ULTEM 9085 è una termoplastica ad alte prestazioni che offre un'elevata resistenza. Questo, unito alla sua capacità di ritardare la fiamma, lo rende ampiamente utilizzato nell'industria aeronautica e ferroviaria. Si prega di dare un'occhiata alla scheda tecnica.

Qualifiche essenziali:  FAR 25 e OSU 65/65, EN45545 R6-HL3 (standard ferroviario europeo per la sicurezza antincendio), regolamento UN ECE 118 (protezione antincendio degli autobus).