Materiales de impresión 3D: ¿Qué es PEEK?
Producción y características del PEEK
PEEK es un miembro de la familia PAEK (poliariletercetona), conocida por sus altas propiedades termomecánicas. Si miramos la pirámide de los diferentes polímeros de la industria, el PEEK se encuentra en la cima de la pirámide, en la categoría de polímeros de alto rendimiento. Su estructura molecular está compuesta por una cetona y dos éteres, compuestos orgánicos de la familia de los carbonilo, con un doble enlace entre un átomo de carbono y uno de oxígeno. Se comercializó por primera vez a finales de los años 70, y rápidamente fue adoptado por sectores como el aeronáutico o el electrónico por las prestaciones que puede ofrecer. Si nos fijamos en su estructura, notamos que es un polímero semicristalino, por lo tanto al fundirse, sus moléculas se ordenan bajo el efecto del calor, creando un cierto orden hasta que el material se solidifica por completo. Esto le permite mantener sus características mecánicas cuando aumenta la temperatura. Si bien esta estructura semicristalina tiene muchas ventajas, cabe destacar que en la fabricación aditiva implica un proceso de impresión más complejo: es un material muy tecnificado que requiere experiencia y el sistema adecuado.
Impresión 3D con PEEK
En la impresión 3D se debe controlar el proceso de cristalización del PEEK ya que parte del material cristalizará, cambiando así la densidad del material. Por lo tanto, se deben mantener altos niveles de temperatura (extrusión, placa de construcción y cámara) y se deben evitar las fluctuaciones de temperatura. Por lo tanto, para imprimir PEEK en 3D, necesitará una impresora 3D con una extrusora que pueda alcanzar los 400 °C, una cámara que pueda calentarse a 120 °C y una placa de construcción que pueda calentarse a 230 °C para garantizar una liberación adecuada de la pieza. al final y evitar deformaciones. En términos de reacción química, el material cambia de densidad durante la impresión y luego se contrae a medida que se enfría.
Aunque el PEEK es un material exigente, también hay que decir que ofrece características mecánicas y químicas muy interesantes para diferentes industrias. De hecho, es muy resistente al calor y al desgaste, tiene una alta resistencia química, es esterilizable y tiene propiedades dieléctricas. PEEK también tiene una alta relación resistencia-peso y a menudo se usa para reemplazar ciertos metales. Por último, el PEEK es resistente a las llamas, lo que lo convierte en un material de impresión 3D interesante para sectores como el aeroespacial que tienen altas limitaciones de fuego/humo. Si lo comparáramos con otros termoplásticos de alto rendimiento, PEEK supera a ULTEM en resistencia mecánica.
Aplicaciones
Este material de alto rendimiento es particularmente interesante para el sector médico. Dado que es esterilizable y biocompatible, se puede utilizar para diversas aplicaciones, incluida la fabricación de implantes a medida. De hecho, el PEEK tiene propiedades similares a las del hueso humano: un implante impreso en 3D con PEEK podría favorecer la reconstrucción de los tejidos alrededor del implante, acelerando la osteointegración. Por ello, varias empresas han recurrido a la impresión 3D de PEEK para diseñar dispositivos médicos personalizados.
El aeroespacial y el automotriz también son mercados donde la impresión 3D PEEK es común. La fabricación aditiva permite la creación de piezas de alto rendimiento, ligeras, personalizadas y bajo demanda: combinada con el uso de un material de alto rendimiento, es aún más atractiva. PEEK ofrecerá una mayor resistencia al desgaste y a la temperatura, al tiempo que optimizará el peso, un factor clave en estas áreas. De hecho, es tan capaz que ya se han enviado piezas de PEEK al espacio, una prueba más de que este material puede satisfacer las necesidades incluso de los sectores más exigentes.
