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Materiais resistentes ao calor

Para peças perto de calor, o que importa não é a etiqueta "resistente ao calor" mas comportamento real do material no seu design específico.

Uma peça pode não derreter, mas já pode:

  • amolecer;
  • dobrar;
  • fluir sob um parafuso;
  • mudar tamanho;
  • perder rigidez;
  • soltar fixadores;
  • deslocar um sensor;
  • bloquear fluxo de ar.

Portanto, "temperatura de fusão" é quase nunca o parâmetro principal para um invólucro, suporte ou conduta de ar.

O que conta como uma zona quente

Uma zona quente não é apenas onde o aquecedor senta.

Em um dispositivo caseiro, áreas quentes podem incluir:

  • fluxo de ar após o aquecedor;
  • parede perto do aquecedor;
  • ponto de montagem do termistor;
  • conduta de ar;
  • área acima da fonte de alimentação;
  • localização perto de um SSR ou MOSFET com dissipador de calor;
  • câmara fechada que aquece inteiramente.

Se uma peça está em tal zona, o material é escolhido com margem e testado em montagem real.

Temperatura de funcionamento, não fusão

Fusão é já um estágio tardio do problema.

Para uma peça impressa, o que é mais importante:

  • em que temperatura ela perde rigidez;
  • se há carga mecânica;
  • quantas horas ela funcionará nesta temperatura;
  • há fluxo de ar quente;
  • há vibração;
  • ela segura um parafuso ou clipe;
  • o que acontece se ela se deforma.

Um suporte de sensor pode se tornar perigoso mesmo antes de falha visível. Se o sensor se move para longe da superfície, o controlador pode continuar aquecendo porque lê a temperatura errada.

Opções básicas

Uma hierarquia bruta de materiais:

  • PLA - para protótipos frios e peças decorativas longe de calor.
  • PETG - opção básica para temperaturas moderadas e peças simples de trabalho.
  • ABS/ASA - melhor para peças mais quentes e mecanicamente carregadas, se tem condições de impressão.
  • PA/nylon - material técnico resistente, mas altamente dependente de humidade e condições de impressão.
  • PC/policarbonato - material mais resistente ao calor e forte, mas difícil de imprimir.
  • Compostos com preenchedor de carbono ou fibra de vidro - podem ser mais rígidos e estáveis, mas requerem bico adequado e compreensão de propriedades.
  • Metal, fibra de vidro, cerâmica ou peças prontas resistentes ao calor - onde plástico não é mais apropriado.

Esta não é uma classificação "melhor-pior". É uma lista de opções com complexidade, custo e riscos diferentes.

PETG

PETG funciona para muitas peças numa zona de temperatura moderada:

  • coberturas de electrónica;
  • suportes de ventilador;
  • suportes de sensor de temperatura longe do aquecedor;
  • condutas de ar para fluxo moderado;
  • elementos de invólucro não tendo segurança crítica.

Mas PETG pode amolecer e fluir sob carga. Se uma peça segura um aquecedor, terminal de energia ou sensor de segurança, PETG deve ser usado muito cuidadosamente.

ABS e ASA

ABS e ASA tipicamente funcionam melhor em zonas mais quentes que PETG.

Eles são considerados para:

  • invólucro de câmara;
  • condutas de ar;
  • suportes em ambiente quente;
  • peças técnicas;
  • peças que devem reter forma mais tempo.

Mas eles têm um preço:

  • mais difícil de imprimir;
  • empenamento;
  • cheiro;
  • possíveis fumos prejudiciais;
  • preferencialmente impresso em câmara fechada;
  • requer ventilação.

ASA é frequentemente preferido para peças onde resistência UV e durabilidade importam. ABS pode ser mais barato e mais disponível.

PA / Nylon

PA, ou nylon, é utilizado para peças técnicas com carga mecânica.

Vantagens:

  • alta resistência ao impacto;
  • boa resistência ao desgaste;
  • baixo atrito;
  • boa resistência mecânica;
  • algumas variantes têm boa resistência à temperatura.

Desvantagens:

  • absorve humidade fortemente;
  • requer secagem;
  • pode empenar;
  • difícil de imprimir;
  • requer superfície e condições correctas.

Nylon úmido imprime mal: bolhas, sibilo, má superfície e força fraca resultam. Para uma cobertura de invólucro simples, nylon é geralmente excessivo.

PC / Policarbonato

Policarbonato é considerado quando você precisa de alta força e resistência à temperatura.

Vantagens:

  • alta força de impacto;
  • alta resistência à temperatura;
  • boa rigidez;
  • adequado para peças funcionais.

Desvantagens:

  • difícil de imprimir;
  • temperatura alta de bico e cama;
  • propenso a empenamento;
  • precisa de ambiente morno estável;
  • nem toda impressora é adequada.

PC não é um material "iniciante". Se a impressão é instável, uma peça pode parecer normal mas ter força fraca entre camadas.

Compostos

Filamentos compostos contêm enchimentos: fibra de carbono, fibra de vidro, Kevlar ou outro material.

Eles podem fornecer:

  • maior rigidez;
  • menos deformação;
  • melhor estabilidade dimensional;
  • superfície técnica bonita.

Mas eles não tornam o plástico base magicamente não inflamável ou totalmente resistente ao calor.

Importante:

  • preenchedor de carbono desgasta bicos de latão;
  • bico endurecido ou adequado é necessário;
  • composto pode ser mais frágil;
  • propriedades dependem do material específico, não apenas das letras CF no nome.

Quando plástico não funciona

Para algumas localizações, o material certo não é plástico impresso.

Melhor considerar metal, fibra de vidro, cerâmica ou peças prontas industriais para:

  • suporte de aquecedor;
  • zona de calor directo;
  • contacto com terminal de energia;
  • montagem de fio de rede;
  • barreira mecânica entre 110-230V AC e utilizador;
  • lugar onde deformação de peça poderia levar a fogo ou choque elétrico.

Uma peça impressa pode manter forma do invólucro, mas não deve ser a única protecção de uma falha perigosa.

Como escolher material

Antes de escolher um material, responda:

  1. Qual é a temperatura máxima na localização de instalação?
  2. Quanto tempo a peça funcionará nesta temperatura?
  3. Há carga mecânica?
  4. Há parafusos, clipes ou compressão constante?
  5. Há um aquecedor, SSR, MOSFET, fonte de alimentação ou 110-230V AC por perto?
  6. O que acontecerá se a peça se deforma?
  7. Você pode substituir plástico com metal ou um suporte pronto?

Se a consequência de falha é séria, você não quer "o plástico mais conveniente" mas um design com margem e protecção independente.

Erros comuns

  • olhar apenas para temperatura de fusão;
  • pensar que PETG é seguro próximo a qualquer aquecedor;
  • usar PLA num câmara quente fechada;
  • imprimir PC/nylon sem uma impressora adequada e obter uma peça fraca;
  • escolher composto apenas para a marcação legal CF;
  • colocar uma peça de plástico directamente próxima a um terminal de energia;
  • não verificar a peça após aquecimento estendido;
  • esquecer sobre carga de parafuso e fluência de material;
  • não contabilizar o facto que um invólucro fechado aquece inteiramente.

Conclusões-chave

  • Temperatura de funcionamento é mais importante que temperatura de fusão.
  • Uma peça pode se tornar perigosa antes de fusão visível.
  • PETG é uma opção básica para uma zona moderada, não protecção universal de calor.
  • ABS/ASA melhor lidam com calor mas requerem condições de impressão e ventilação.
  • Nylon e PC são materiais técnicos para utilizadores experientes e equipamento adequado.
  • Em localizações quentes e com carga, metal ou um suporte pronto resistente ao calor é frequentemente melhor.

Referências