Prusament PC Space Grade

Le Prusament PC Space Grade Black est un matériau développé pour l’industrie spatiale et les applications de la physique des particules. Ses principaux avantages sont ses propriétés antistatiques et son très faible dégazage. De plus, son prix abordable et sa facilité d’impression sur les imprimantes de bureau courantes en font quelque chose d’unique dans cette industrie. En raison de ses excellentes propriétés antistatiques et de sa compatibilité avec les imprimantes 3D de bureau, il convient non seulement aux pièces exposées à l’espace, mais également aux projets personnels avancés, tels que les boîtiers pour appareils électroniques et plus encore.

Matériau haut de gamme accessible à tous

Notre objectif était de créer un matériau professionnel, mais abordable, qui faciliterait le prototypage et la fabrication de composants spatiaux. Jusqu’à présent, seuls des matériaux coûteux comme le PEEK, le PEKK et le PEI dotés de propriétés antistatiques étaient adaptés dans ce domaine. Tous ces matériaux nécessitent des imprimantes industrielles très coûteuses. Le Prusament PC Space Grade Black peut être imprimé sur la plupart des imprimantes 3D Prusa, ce qui réduit considérablement le prix final des composants fabriqués et augmente considérablement l’accessibilité pour tous.

Le filament présente peu ou pas de déformation. Des modèles aussi grands que 200×200 mm peuvent être imprimés en toute sécurité sur les imprimantes 3D Prusa sans aucun problème. Une buse durcie est nécessaire, car les additifs au carbone sont un matériau hautement abrasif qui peut endommager les buses en laiton.

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Exigences d’impression

Propriétés de dissipation électrostatique (ESD)

L’une des principales caractéristiques nécessaires à l’utilisation de composants spatiaux est la dissipation électrostatique. Cette qualité est importante non seulement pour les ingénieurs spatiaux mais aussi pour tous ceux qui travaillent avec des appareils électroniques. Dans le cadre d’une utilisation amateur, les matériaux antistatiques peuvent être utilisés pour fabriquer des boîtiers PC personnalisés et des produits similaires.

La résistance mesurée des matériaux dissipatifs varie entre 10⁴ et 10¹¹ Ohms. Tout ce qui a une résistance plus élevée est considéré comme isolant et tout ce qui a des valeurs inférieures est considéré comme un matériau conducteur.

Nous avons mesuré à la fois le volume et la résistivité superficielle d’échantillons imprimés en 3D avec du Prusament PC Space Grade Black, et les résultats ont confirmé la nature hautement dissipative du matériau. ^{La résistivité volumique a été mesurée à 2,2×104 Ω⋅m, tandis que la résistivité superficielle était de 6×107 Ω/sq}. Ces valeurs exceptionnelles ont été obtenues directement à partir des échantillons imprimés en 3D, sans aucun post-traitement, tel que la recuisson ou le ponçage, ce qui témoigne des performances ESD inhérentes et régulières du filament. Cela démontre que les pièces peuvent être imprimées et immédiatement mises en service pour une large gamme d’applications nécessitant une dissipation électrostatique fiable.

Dégazage

Divers monomères résiduels ou produits de dégradation des polymères sont libérés des polymères sous vide. Cela peut affecter, voire endommager, l’électronique utilisée sur le satellite (ou toute autre machine de précision). Les gaz libérés peuvent contaminer les dispositifs optiques ou provoquer des mesures inexactes de capteurs précis. Et enfin, la libération de gaz elle-même peut diminuer les propriétés physiques et mécaniques du matériau. La fabrication de polymères thermoplastiques à faible niveau de dégazage est un grand défi, et elle est généralement réalisée à l’aide de matériaux de qualité industrielle coûteux, tels que le PEKK et le PEEK. Nous avons pu répondre aux exigences strictes définies par l’Agence spatiale européenne en utilisant du PC (polycarbonate), un matériau relativement bon marché, courant et facile à imprimer.

Valeurs de dégazage mesurées :

TML (perte de masse totale) : La perte de masse est représentée en pourcentage. La limite de l’ESA est de 1% ; le Prusament PC Space Grade Black a atteint 0,25%.

CVCM (Matière Volatile Condensable Collectée) : La limite indiquée par l’ESA est moins de 0,1 % ; le Prusament PC Space Grade Black a atteint un 0,00 % parfait.

RML (perte de masse récupérée) : La limite maximale indiquée par l’ESA est de 1,0 % ; le Prusament PC Space Grade Black a atteint 0,12 %.

Vous pouvez examiner les résultats et les méthodes utilisées dans notre article d’annonce et le rapport de test publié par Aerospace & Advanced Composites GmbH.

Propriétés mécaniques

Au début de notre projet commun avec TRL Space, nous avons réalisé une simulation par la méthode des éléments finis pour un design de CubeSat seul et établi les valeurs minimales requises pour les propriétés mécaniques que les pièces imprimées en 3D doivent dépasser. Ces valeurs minimales étaient de 70 MPa pour la résistance à la traction, de 2 GPa pour le module de traction, de 10 MPa pour l’adhérence intercouche et de 100 °C pour la température de déflexion à chaud (HDT).

Nous sommes heureux d’annoncer que le Prusament PC Space Grade Black a dépassé avec succès ces critères puisque nous avons atteint :

• Résistance à la traction : 75 MPa
• Module de traction : 3,7 GPa
• Adhésion intercouche : 18 MPa
• HDT : 137,6 °C à une charge de 0,45 MPa

Le dépassement de ces valeurs (ainsi que les propriétés de dégazage et ESD) fait du filament un candidat solide en tant que matériau abordable adapté à la future production de CubeSat. Vous trouverez plus de détails sur les propriétés mécaniques dans la fiche technique.