Prusament PC Space Grade

Prusament PC Space Grade Black es un material desarrollado para la industria espacial y aplicaciones de física de partículas. Sus principales ventajas son sus propiedades ESD seguras y su muy baja desgasificación. Además, su precio asequible y la facilidad con la que se imprime en impresoras de escritorio comunes lo convierten en un producto único en este sector. Gracias a sus excelentes propiedades ESD y su compatibilidad con impresoras 3D de escritorio, es adecuado no solo para piezas expuestas al espacio exterior, sino también para proyectos personales avanzados, como carcasas para dispositivos electrónicos y mucho más.

Material de alta gama al alcance de todos

Nuestro objetivo era crear un material profesional, pero asequible, que facilitase la creación de prototipos y la fabricación de componentes espaciales. Hasta ahora, solo materiales costosos como el PEEK, el PEKK y el PEI con propiedades ESD seguras eran adecuados en este campo. Todos estos materiales requieren impresoras industriales muy caras. El Prusament PC Space Grade Black se puede imprimir en la mayoría de las impresoras 3D Prusa, lo que reduce significativamente el precio final de los componentes fabricados y aumenta en gran medida la accesibilidad para todos.

El filamento muestra poca o ninguna deformación. Se pueden imprimir con seguridad modelos de hasta 200 x 200 mm en impresoras 3D Prusa sin ningún problema. Es necesario utilizar una boquilla endurecida, ya que los aditivos de carbono son un material muy abrasivo que puede dañar las boquillas de latón.

Descarga la Ficha de Datos de Seguridad (PDF)

Requisitos de la impresora

Propiedades de disipación electrostática (ESD)

Una de las principales características necesarias para su uso en componentes espaciales es la disipación electrostática. Esta cualidad es importante no solo para los ingenieros espaciales, sino también para cualquiera que trabaje con dispositivos electrónicos. En el ámbito del hobby, los materiales con protección ESD pueden utilizarse para fabricar carcasas de PC personalizadas y productos similares.

La resistencia medida de los materiales disipativos oscila entre 10⁴ and 10¹¹ ohmios. Cualquier material con una resistencia superior se considera aislante y cualquier material con valores inferiores se considera conductor.

Hemos medido tanto la resistividad volumétrica como la resistividad superficial de muestras impresas en 3D con Prusament PC Space Grade Black, y los resultados confirmaron la naturaleza altamente disipativa del material. La resistividad volumétrica se midió en 2.2×10⁴ Ω⋅m, mientras que la resistividad superficial era de 6×10⁷ Ω/sq. Estos valores excepcionales se obtuvieron directamente de las muestras impresas en 3D, sin ningún tipo de posprocesamiento, como el recocido o el lijado, lo que demuestra el rendimiento ESD inherente y constante del filamento. Esto demuestra que las piezas se pueden imprimir y poner en uso inmediatamente para una amplia gama de aplicaciones que requieren una disipación electrostática fiable.

Desgasificación

Bajo vacío, los polímeros liberan diversos monómeros residuales o productos de degradación polimérica. Esto puede afectar, o incluso dañar, los componentes electrónicos utilizados en el satélite (o cualquier otra maquinaria de precisión). Los gases liberados pueden contaminar los dispositivos ópticos o provocar mediciones inexactas de los sensores de precisión. Y, por último, la propia liberación de gas puede disminuir las propiedades físicas y mecánicas del material. La fabricación de polímeros termoplásticos con bajos niveles de desgasificación es un gran reto, y normalmente se consigue con materiales industriales caros, como el PEKK y el PEEK. Hemos podido cumplir los estrictos requisitos definidos por la Agencia Espacial Europea utilizando PC (policarbonato), que es un material relativamente barato, común y fácil de imprimir.

Valores de desgasificación medidos:

TML (Total Mass Loss): La pérdida de masa se representa como un porcentaje. El límite de la ESA es del 1%; el Prusament PC Space Grade Black alcanzó el 0.25%.

CVCM (Collected Volatile Condensable Material): El límite establecido por la ESA es inferior al 0.1%; el Prusament PC Space Grade Black alcanzó un perfecto 0.00%.

RML (Recovered Mass Loss): El límite máximo establecido por la ESA es del 1.0%; el Prusament PC Space Grade Black alcanzó el 0.12%.

Puedes examinar los resultados y los métodos utilizados en nuestro artículo de presentación y el Informe de ensayo emitido por Aerospace & Advanced Composites GmbH.

Propiedades mecánicas

Al inicio de nuestro proyecto conjunto con TRL Space, realizamos una simulación mediante el método de elementos finitos para el diseño de un CubeSat de una sola unidad y establecimos los valores mínimos requeridos para las propiedades mecánicas que debían superar las piezas impresas en 3D. Estos valores mínimos eran 70 MPa para la resistencia a la tracción, 2 GPa para el módulo de elasticidad, 10 MPa para la adhesión entre capas y 100 °C para la temperatura de deflexión térmica (HDT).

Nos complace informar que Prusament PC Space Grade Black superó con éxito estos criterios, ya que alcanzamos:

• Resistencia a la tracción: 75 MPa
• Módulo de elasticidad: 3.7 GPa
• Adhesión entre capas: 18 MPa
• HDT: 137.6 °C a una carga de 0.45 MPa

El hecho de superar estos valores (junto con las propiedades de desgasificación y de ESD) convierte al filamento en un candidato ideal como material asequible adecuado para la futura producción de CubeSat. En la Ficha Técnica se puede encontrar más información sobre las propiedades mecánicas.