В критически важных областях применения пожарная безопасность не подлежит обсуждению, и 3D-печать успешно справляется с этой задачей. В последние годы мы наблюдаем резкий рост числа огнестойких и огнезащитных материалов, специально разработанных для аддитивного производства , доступных в виде нитей, смол и порошков. Эти материалы предназначены для предотвращения воспламенения и замедления распространения пламени, что делает их незаменимыми в условиях высокого риска или при строгом регулировании. По мере роста спроса на более безопасные и высокоэффективные детали расширяется и ассортимент огнестойких пластмасс, адаптированных для 3D-печати. ​​Но что именно отличает эти материалы? И где они оказывают наибольшее влияние?

Свойства огнестойких материалов, используемых в 3D-печати.

Прежде всего, важно различать огнезащитные и огнестойкие материалы, поскольку, хотя разница и невелика, она существует. Огнезащитные материалы обладают постоянной огнестойкостью либо благодаря своим внутренним свойствам, либо благодаря способу их производства. Огнестойкие материалы, напротив, замедляют распространение огня благодаря специальной химической обработке. Некоторые из них самозатухают, но их эффективность зависит от нанесенного покрытия. В обоих случаях эти материалы обладают общими характеристиками: они обладают низкой воспламеняемостью, выделяют мало дыма и токсичных газов, а также обеспечивают контролируемое или замедленное горение при воздействии пламени.

ULTEM 9085 — один из высокоэффективных огнестойких материалов, используемых в 3D-печати.

В аддитивном производстве используются оба типа материалов: смолы, нити или полимерные порошки. Эти материалы классифицируются и сертифицируются как огнестойкие посредством специальных испытаний. В частности, пластмассы тестируются в соответствии с регламентом UL94, международным стандартом, разработанным Underwriters Laboratories (UL) для классификации поведения пластиковых материалов при воздействии пламени. В частности, UL94 включает тестирование материала по нескольким параметрам, в том числе горизонтальное горение (HB), которое используется для проверки того, медленно ли горит материал в горизонтальном положении, и вертикальное горение, которое проверяет материал в вертикальном положении. Последнее может иметь три степени сертификации (V-0, V-1, V-2) в зависимости от того, как материал реагирует на испытания. Сертификация V-0 является наилучшей, и именно её получили многие огнестойкие или огнезащитные материалы для 3D-печати. Главная особенность материалов, сертифицированных по стандарту UL94 V0, заключается в том, что при воздействии пламени они перестают гореть в течение 10 секунд без образования огненных капель.

Кроме того, если кратко упомянуть материалы, используемые непосредственно в авиационной промышленности, существует еще один сертификат, выдаваемый Федеральным управлением гражданской авиации США (FAA). Это процедура огневых испытаний FAR 25.853, которая используется для обеспечения соответствия материалов, используемых в самолетах, определенным эксплуатационным характеристикам при воздействии тепла или пламени.

Компания 3Deus Dynamics разработала композитные силиконы, полученные методом аддитивного производства, для аэрокосмической отрасли. Они выдерживают экстремальные температуры до 1200°C, предотвращая распространение пламени в течение 15 минут. (Фото: 3Deus Dynamics)

Огнестойкие материалы могут использоваться в широком спектре технологий 3D-печати — от FDM и процессов на основе смол до методов с использованием полимерных порошков. В сочетании с аддитивным производством эти материалы открывают широкие возможности применения в различных отраслях промышленности. Одним из ключевых преимуществ 3D-печати является точный контроль над поведением материала и температурой обработки. В некоторых технологиях это означает, что свойства материала можно изменять даже во время самой печати. ​​Например, композитные материалы могут создаваться непосредственно в процессе печати, открывая двери для расширенной функциональности и производительности. Добавьте к этому способность 3D-печати создавать очень сложные геометрические формы — часто невозможные при традиционном производстве — и станет ясно, почему эти материалы набирают популярность в секторах, где безопасность и инновации идут рука об руку.

Приложения

Как уже упоминалось, области применения огнестойких и противопожарных материалов разнообразны, но в основном сосредоточены в отраслях с высоким риском возникновения пожара, таких как аэрокосмическая , нефтегазовая и автомобильная промышленность . Высокоэффективные материалы, такие как сертифицированный по стандарту V-0 ULTEM 9085, используются, например, для 3D-печати элементов интерьера самолетов, таких как панели или детали вентиляционных систем. Эти материалы, обеспечивающие как высокую производительность, так и огнезащитный барьер, могут также использоваться в автомобильной и транспортной отраслях для аддитивного производства внутренних деталей вагонов поездов или элементов кузовов автомобилей, но не только.

Детали для электронной промышленности, напечатанные на 3D-принтере с использованием смолы Cubicure Evolution FR (Фото: Cubicure).

Другие типы материалов, такие как смолы, например, Cubicure Evolution FR (UL94 V0), также используются в электронной промышленности для аддитивного производства мелких, детализированных элементов, которые предотвращают распространение пламени в случае короткого замыкания или пожара. Кроме того, эти материалы находят применение в отраслях, где требуются высокие стандарты безопасности и соответствие противопожарным нормам. Например, в строительстве, где можно печатать на 3D-принтере огнестойкие потолки, двери или облицовку, или даже в медицинской отрасли , где некоторое медицинское оборудование и устройства изготавливаются из огнестойких материалов в соответствии с высокими стандартами безопасности.

Источник