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El PEKK en la impresión 3D: un material de alto rendimiento para la industria

Publicado el mayo 13, 2020 por Alicia M.

La polieterquetoncetona, mejor conocida bajo sus siglas PEKK, es un termoplástico semicristalino que se utiliza cada vez más en el mercado de fabricación aditiva. A menudo comparado con PEEK, pertenece a la misma familia, la de PAEK, conocida por sus propiedades mecánicas y químicas. Más fácil de imprimir que PEEK, en particular gracias a su menor tasa de cristalización, PEKK se encuentra principalmente en forma de filamento compatible con máquinas de alta temperatura. También se puede encontrar en forma de polvo para un número muy limitado de impresoras SLS. Sin embargo, es un material que sigue siendo muy técnico y costoso, utilizado la mayor parte del tiempo por industrias exigentes como la aeroespacial o el petróleo y el gas. ¿Cuáles son las características del PEKK en la impresión 3D?

Fue desarrollado y comercializado por primera vez en 1988 por Dupont, para el sector aeroespacial. Luego, a principios de la década de 2000, su composición fue mejorada por la empresa Oxford Performance Materials, comprada por Arkema en 2009. Esto es muy parecido al de PEEK, compuesto principalmente de cetona y éter como sus nombres indican. La principal diferencia entre estos dos materiales de alto rendimiento radica en la relación éter/cetona. El PEKK tiene más enlaces cetónicos que son más flexibles que los enlaces éter. Esto en particular hace posible aumentar la rigidez de las cadenas de polímeros, elevando así las temperaturas de transición vítrea (temperatura a la cual el polímero comienza a ablandarse) y de fusión. No olvidemos que esta relación no es la única diferencia. De hecho, la posición de los enlaces cetónicos en su ciclo aromático puede variar, lo que permite modificar la temperatura de fusión y la velocidad de cristalización.

La posición de los enlaces cetónicos se puede cambiar | Crédito: Arkema

Concretamente, PEKK tiene una tasa de cristalización más baja y, por lo tanto, puede tratarse como un polímero amorfo. Entonces se verá menos afectado por el enfriamiento, lo que le permitirá tener una mejor adhesión a la placa, evitando la deformación. Esto hace que sea más fácil de imprimir que PEEK. También tiene una mejor apariencia visual y mejores propiedades de desgaste y fricción.

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Propiedades y aplicaciones de PEKK

PEKK tiene muy buena resistencia a la abrasión y al ataque químico. De hecho, es capaz de soportar muchos fluidos como el benceno, el refrigerante utilizado en el sector de la automoción. El material también tiene muy buenas propiedades de aislamiento y estabilidad dieléctrica, ventajas clave para la industria electrónica. Finalmente, PEKK no es inflamable y no emite humos tóxicos. En términos de características de impresión, PEKK tiene una temperatura de extrusión generalmente entre 340 y 360°C y requerirá una placa calefactora y un recinto cerrado para su correcta utilización. Los requisitos previos son, en última instancia, los mismos que para PEEK, excepto que la temperatura de la extrusora es ligeramente más baja.

En cuanto a las aplicaciones, el PEKK es muy popular en los sectores aeroespacial y automotriz, pero también en petróleo y gas debido a su resistencia a las presiones y altas temperaturas. El material tiene una alta relación peso/resistencia, lo que lo convierte en una solución ideal para la fabricación de piezas estratégicas en aeronáutica donde se buscan este tipo de resultados. Además, también existe el PEKK reforzado con fibras de carbono que aumenta aún más su rigidez y acentúa su ligereza.

Un soporte de puerta de avión impreso en 3D con PEKK | Créditos: miniFactory

Los principales fabricantes de PEKK en impresión 3D

Hoy en día, el químico Arkema es el mayor productor de PEKK para la fabricación aditiva, ya sea para extrudir filamentos o sinterizar polvos; quizá estés familiarizado con su marca PEKK Kepstan®. El Grupo LEHVOSS también está trabajando en el desarrollo de gránulos para el diseño de filamentos, de hecho, acaban de lanzar su LUVOCOM 3F PEKK 50082 NT que está disponible como gránulos. Algunos fabricantes de materiales de impresión 3D ofrecen este filamento de alta temperatura. Entre otros, la empresa francesa KIMYA con su PEKK-A, pero también Nanovia, 3DXTech o incluso 3D4Makers. Si miramos los precios, normalmente una bobina de 500 gramos puede llegar fácilmente a 400€, o incluso 500€ si está reforzada con fibras de carbono. En cuanto al polvo, EOS es actualmente el único fabricante de máquinas SLS compatibles con PEKK, como es el caso de la impresora EOS P 810.

* Créditos foto de portada: 3DGence

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