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ULTEM: cos’è, proprietà e applicazioni del materiale termoplastico ad alte prestazioni

ULTEM™ AM9085F

Polimeri e materiali di stampa 3D ad alte prestazioni: PEEK, PEI, PEKK, ULTEM

I materiali termoplastici ad alte prestazioni sono materiali con proprietà superiori rispetto ai comuni termoplastici. I materiali per la stampa 3D ad alte prestazioni sono infatti progettati per avere elevate prestazioni meccaniche, termiche, chimiche o elettriche, e sono dunque adatti a una vasta gamma di applicazioni avanzate della stampa 3D. I materiali termoplastici ad alte prestazioni vengono spesso utilizzati in applicazioni della stampa 3D che richiedono elevate temperature operative, resistenza alla corrosione, resistenza meccanica o proprietà dielettriche avanzate.

Quali sono i più noti materiali termoplastici ad alte prestazioni? Nella categoria dei materiali termoplastici semi-cristallini troviamo il polieterecetone (PEEK), mentre tra i termoplastici amorfi troviamo il polieterimide (PEI) e il polieterchetonchetone (PEKK).

In questo articolo abbiamo spiegato qual è la differenza tra PEEK e PEKK, ma ora vediamo cos’è ULTEM e per cosa viene usato.

Che materiale è ULTEM e per cosa viene usato?

ULTEM, marchio specifico di SABIC, è un materiale termoplastico ad alte prestazioni che offre una combinazione unica di resistenza termica, stabilità dimensionale, resistenza chimica e isolamento elettrico. Questo tipo di polimero, utilizzato in diverse applicazioni industriali tra cui l'automotive, l'aerospaziale, l'elettronica, il medicale, è in grado di resistere a temperature elevate e agli agenti chimici, compresi solventi organici, oli, acidi e basi.

Applicazioni e usi di ULTEM nell’industria

ULTEM trova applicazione e uso in diversi settori e industrie in cui è richiesta una combinazione di elevate prestazioni termiche, meccaniche e chimiche insieme a isolamento elettrico e resistenza agli agenti chimici. Alcune delle principali applicazioni di ULTEM includono:

ULTEM nel settore automobilistico: ULTEM viene utilizzato per la produzione di parti strutturali leggere, come supporti per motori, componenti del sistema di scarico, pannelli interni, connettori elettrici e parti per sistemi di raffreddamento;
Uso di ULTEM nell’elettronica: ULTEM è utilizzato per produrre connettori elettrici, prese, alloggiamenti per dispositivi elettronici, componenti per schede di circuiti stampati (PCB), bobine di trasformatori e altre parti che richiedono elevata resistenza termica, isolamento elettrico e stabilità dimensionale;
ULTEM nel settore aerospaziale: grazie alla sua resistenza termica e meccanica, ULTEM è utilizzato per la produzione di componenti per aeromobili, come parti interne ed esterne dei motori, parti strutturali, connettori elettrici, condotti dei fluidi e componenti per il sistema di scarico;
ULTEM nel settore medico: ULTEM è utilizzato nella produzione di dispositivi medici, come dispositivi di imaging, strumenti chirurgici, valvole e componenti di apparecchiature per dialisi, grazie alla sua resistenza chimica, biocompatibilità e capacità di sterilizzazione;
ULTEM nell’industria chimica: ULTEM trova applicazione nella produzione di tubazioni, valvole, raccordi e altri componenti che richiedono resistenza chimica ad agenti corrosivi e temperature elevate.

La famiglia di polimeri ULTEM comprende diverse varianti, ognuna con proprietà specifiche, tra cui:

ULTEM 1000, il polimero di base;
ULTEM 1010;
ULTEM 2300;
ULTEM 9085.

Qual è la differenza tra ULTEM 2300 e ULTEM 1000?

ULTEM 1000 è una forma standard di polieterimide con buone proprietà meccaniche e termiche. ULTEM 2300 è rinforzato con vetro per aumentare la rigidità e la resistenza meccanica.

ULTEM 1010 è comunemente utilizzato in settori come quello aerospaziale, automobilistico, elettronico, medicale e industriale. Le sue caratteristiche ad alte prestazioni lo rendono adatto ad applicazioni quali componenti strutturali, connettori elettrici, circuiti stampati, parti di automobili e altre applicazioni complesse che richiedono durata, resistenza chimica e stabilità termica. Ha un basso assorbimento di umidità, caratteristica che aiuta a mantenere la stabilità dimensionale anche in condizioni di umidità.

ULTEM 9085: proprietà, applicazioni

ULTEM 9085, grazie alla sua eccellente combinazione di proprietà, è tra i filamenti di stampa 3D FFF più noti nel settore. L’ULTEM 9085 è costituito da PEI miscelato con un copolimero di policarbonato, che modifica le sue proprietà per essere più in linea con le esigenze di settori con particolari necessità come l'aerospazio e la difesa. Come tale, l’ULTEM 9085 appartiene alla famiglia dei polimeri noti come termopolimeri ad alte prestazioni o superpolimeri.

La sua struttura chimica consiste in unità ripetute di un gruppo imide (-C(O)NH-) e di un gruppo etere (-O-) all'interno della sua catena polimerica.

Quali sono le caratteristiche dell’ULTEM 9085?

L’ULTEM 9085 viene utilizzato in un'ampia varietà di applicazioni. Di seguito sono elencate alcune delle principali caratteristiche di ULTEM 9085:

Resistenza alle alte temperature: ULTEM 9085 offre una notevole resistenza termica, con una temperatura di deflessione termica (HDT) di 175°C. Ciò significa che mantiene la sua resistenza strutturale anche a temperature elevate, rendendolo adatto per applicazioni ad alta temperatura;
Resistenza meccanica: Questo materiale offre una buona resistenza meccanica. È caratterizzato da una combinazione di rigidezza e flessibilità, che lo rende adatto per componenti strutturali e applicazioni che richiedono robustezza;
Resistenza chimica: ULTEM 9085 è noto per la sua eccellente resistenza chimica. Può resistere a una vasta gamma di sostanze chimiche, tra cui solventi, acidi e basi, senza subire degradazione significativa. Questa proprietà lo rende adatto a diverse applicazioni industriali che richiedono una buona resistenza chimica;
Resistenza alla fiamma: ULTEM 9085 ha una buona resistenza alla fiamma e rispetta diversi standard di infiammabilità, come UL94 V-0. Ciò significa che è autoestinguente e può essere utilizzato in applicazioni che richiedono una maggiore sicurezza antincendio;
Stabilità dimensionale: ULTEM 9085 offre una buona stabilità dimensionale, che significa che le parti realizzate con questo materiale mantengono le loro dimensioni e forme anche in ambienti caratterizzati da alte temperature.

ULTEM 9085: Applicazioni industriali del filamento ULTEM

Il filamento ULTEM è utilizzato in una vasta gamma di applicazioni industriali, di seguito alcuni esempi:

ULTEM 9085 per l’industria dell’aviazione e dello spazio: ULTEM 9085 è un materiale ampiamente utilizzato nell'industria dell'aviazione e dello spazio. Le sue caratteristiche e proprietà lo rendono adatto per molte applicazioni in questo settore. Un esempio sono i componenti interni per ad esempio di elicotteri dove, combinato a sistemi di stampa 3D industriali come quelli di Roboze, ha la capacità di offrire agli utenti finali una riduzione dell’80% dei tempi di approvvigionamento; 
ULTEM 9085 per l’industria ferroviaria: l’ULTEM™ AM9085F è stato progettato per l’utilizzo aerospaziale ma trova impiego anche in altri settori, ad esempio per la produzione di pezzi di ricambio per cabine passeggeri nei sistemi di trasporto ferroviario. In questo caso le principali caratteristiche di interesse sono la certificazione EN45545 fornita da Sabic e il basso tasso FST (Flame, Smoke, Toxicity), poiché in caso di incendio in cabina, il materiale non metterebbe ulteriormente in pericolo i passeggeri; 
ULTEM 9085 per l’industria dell’energia: l'eccellente resistenza di ULTEM 9085 agli agenti chimici, agli idrocarburi e alle alte temperature lo rende adatto alle applicazioni nel settore petrolifero e del gas. Viene utilizzato in strumenti di perforazione, valvole, guarnizioni e connettori. La stampa 3D Roboze consente capacità di produzione decentralizzate e on-demand, che possono essere particolarmente vantaggiose in luoghi remoti o offshore, riducendo la dipendenza da fornitori esterni e i rischi associati a ritardi e trasporti.