Texas State University – San Marcos: stampa 3D FDM con filamenti di poliammide 6 / nanographene
I ricercatori della Ingram School of Engineering della Texas State University di San Marcos hanno recentemente pubblicato i loro risultati sui compositi di poliammide 6 nanographene. Delineato in ” Proprietà elettriche e meccaniche della fabbricazione di filamenti fusi di filamenti di poliammide 6 / nanographene a diverse temperature di ricottura “, scopriamo di più sulla dissipazione della carica elettrostatica in relazione alle variazioni di temperatura con l’uso di materiali specifici.
Le particelle di nanographene possono ridurre la resistività elettrica e generare reti conduttive. Questi compositi promettono anche i vantaggi della poliammide 6 madre, offrendo buone proprietà meccaniche per la stampa 3D FDM — in questo caso, usando una stampante 3D TAZ 6 Lulzbot .
Il team di ricerca si è rivolto alla plastica conduttiva perché, diversamente dalla plastica non conduttiva, possono fungere da scudo dalle interferenze elettromagnetiche (EMI).
“La plastica conduttiva dipende dallo spessore del materiale, dalla dispersione dell’additivo e dalla conduttività dell’additivo. Un vantaggio dell’utilizzo di una plastica conduttiva anziché di un rivestimento è che la schermatura EMI è parte integrante della parte e non può essere rimossa per abrasione “, hanno spiegato i ricercatori.
I polimeri non conduttivi inoltre non offrono la protezione spesso necessaria dalle scariche elettrostatiche (ESD); ad esempio, le industrie che producono semiconduttori o dispositivi medici devono garantire la protezione di componenti elettronici sensibili. I polimeri conduttivi possono anche essere utilizzati per realizzare imballaggi per tali dispositivi, in grado di ridurre le cariche elettriche. Sia il polimero di acido polilattico (PLA) che l’ossido di grafene ridotto (r-GO) sono adatti per la fabbricazione di componenti elettrici come circuiti stampati grazie alla loro conduttività, consentendo loro di migliorare su altri materiali come il filo di rame.
Una varietà di nanomateriali viene anche utilizzata per produrre nanocompositi in grado di dissipare la carica elettrostatica, come il 4% in peso di nanocompositi PA12 / nero di carbonio. Questi materiali possono anche essere realizzati con poliammidi sufficientemente resistenti per lo spazio, combinate con altri additivi. Le nanoplatelets di grafene sono un’altra alternativa, composta da nanoschede di carbonio piatte, che offrono buona qualità e migliore convenienza.
La stampa 3D durante questo studio non è stata perfetta. Nonostante gli svantaggi dell’utilizzo di SLS, il team di ricerca ha riscontrato problemi con la qualità di stampa, provocando un passaggio da PA11 a PA6 a causa della disponibilità. La separazione interlaminare era ancora presente, con conseguenti sacche d’aria e ulteriore resistività elettrica. A causa dei risultati di questo studio, i ricercatori hanno suggerito l’uso di una luce IR “montata davanti all’estrusore”. Il calore localizzato potrebbe rivelarsi più efficace nell’adesione degli strati.
Alla fine, i ricercatori hanno eseguito prove di trazione sul PA6 pulito e con 3% in peso, 5% in peso e 7% in peso di NGP e ricotto a 80 ° C, 140 ° C e 200 ° C. Sia la resistenza alla trazione che l’elasticità sono diminuite quando hanno aggiunto NGP, ad eccezione dei campioni ricotti a 200 °.
“SEM è stato utilizzato per verificare la dispersione e la morfologia dei campioni di filamento che sono stati ricotti a 80 ° C e non ricotti. I filamenti hanno mostrato una buona dispersione su tutti i campioni usando l’estrusione a doppia vite. Non è noto se la ricottura abbia cambiato la morfologia in quanto non è stato osservato un cambiamento nelle immagini SEM. Alcuni esemplari non erano piatti. I profili di riscaldamento potrebbero essere studiati per ridurre la deformazione “, hanno concluso i ricercatori.
