Despre PC Space Grade Black

Prusament PC Space Grade Black este un material dezvoltat pentru industria spațială și aplicații în fizica particulelor.

Principalele avantaje ale acestui filament sunt:

• Proprietăți ESD sigure (protecție împotriva descărcărilor electrostatice)

• Emisii foarte scăzute de gaze (low outgassing)

• Preț accesibil și ușor de imprimat pe imprimante desktop obișnuite

Datorită acestor proprietăți, filamentul este potrivit nu doar pentru componente expuse în spațiu, ci și pentru proiecte personale avansate, cum ar fi carcase pentru dispozitive electronice și alte aplicații care necesită materiale cu performanțe speciale.

Material de top, accesibil tuturor

Scopul Prusa Research a fost să creeze un material profesional, dar accesibil, care să faciliteze prototiparea și fabricarea componentelor spațiale.

Până acum, doar materiale costisitoare precum PEEK, PEKK și PEI cu proprietăți ESD erau potrivite pentru acest domeniu, necesitând imprimante industriale foarte scumpe.

Prusament PC Space Grade Black poate fi imprimat pe majoritatea imprimantelor 3D Prusa Research, ceea ce reduce semnificativ costul final al componentelor și crește considerabil accesibilitatea pentru toată lumea.

Proprietăți de disipare electrostatică (ESD)

Una dintre caracteristicile esențiale pentru componentele spațiale este disiparea electrostatică. Această proprietate este importantă nu doar pentru inginerii spațiali, ci și pentru oricine lucrează cu dispozitive electronice. În utilizarea hobby, materialele ESD-safe pot fi folosite pentru realizarea carcaselor personalizate de PC sau alte produse similare.

• Rezistența măsurată a materialelor disipative variază între 10⁴ și 10¹¹ Ω. Materialele cu rezistență mai mare sunt considerate izolatoare, iar cele cu valori mai mici sunt considerate conductoare.

• Pentru Prusament PC Space Grade Black, am măsurat rezistivitatea volumetrică și rezistivitatea de suprafață a eșantioanelor 3D imprimate, iar rezultatele confirmă natura foarte disipativă a materialului:

  • Rezistivitate volumetrică: 2,2 × 10⁴ Ω⋅m

  • Rezistivitate de suprafață: 6 × 10⁷ Ω/sq

Aceste valori excepționale au fost obținute direct din eșantioanele imprimate, fără postprocesare (annealing sau șlefuire), ceea ce demonstrează performanța inherenta și constantă ESD a filamentului.

Astfel, piesele imprimate pot fi folosite imediat pentru o gamă largă de aplicații care necesită disipare electrostatică fiabilă.

Emisie de gaze (Outgassing)

Polimerii pot elibera monomeri reziduali sau produse de degradare sub vid, ceea ce poate afecta sau deteriora electronica de pe sateliți sau alte utilaje precise. Gazele degajate pot contamina dispozitive optice sau pot cauza măsurători inexacte ale senzorilor. În plus, degajarea gazelor poate reduce proprietățile fizice și mecanice ale materialului.

Fabricarea polimerilor termoplastici cu nivel scăzut de outgassing este o provocare majoră și, de obicei, este realizată doar în materiale industriale scumpe, cum ar fi PEKK și PEEK. Cu Prusament PC Space Grade Black, s-au îndeplinit cerințele stricte definite de Agenția Spațială Europeană (ESA) folosind policarbonat (PC), un material relativ ieftin, comun și ușor de imprimat.

Valori măsurate pentru outgassing:

• TML (Total Mass Loss) – pierderea totală de masă exprimată procentual. Limita ESA: 1%; Prusament PC Space Grade Black

Proprietăți mecanice

La începutul proiectului nostru comun cu TRL Space, am realizat o simulare folosind Finite Element Method (FEM) pentru un design de CubeSat cu un singur modul și am stabilit valorile minime necesare pentru proprietățile mecanice ale pieselor imprimate 3D. Aceste valori minime erau:

• Rezistență la tracțiune: 70 MPa

• Modul de tracțiune: 2 GPa

• Aderență între straturi: 10 MPa

• Temperatura de deformare termică (HDT): 100 °C

Rezultatele pentru Prusament PC Space Grade Black au depășit aceste criterii:

• Rezistență la tracțiune: 75 MPa

• Modul de tracțiune: 3,7 GPa

• Aderență între straturi: 18 MPa

• HDT: 137,6 °C la o sarcină de 0,45 MPa

Împreună cu proprietățile de outgassing și ESD, aceste rezultate fac ca filamentul să fie un candidat excelent și accesibil pentru producția viitoare de CubeSat-uri.

Configurație de imprimare

Prusament PC Space Grade Black poate fi imprimat pe imprimante 3D desktop obișnuite, la fel ca și policarbonatele standard. Filamentul prezintă deformări minime sau inexistente, iar modele de până la 200x200 mm pot fi imprimate fără probleme pe imprimantele 3D Prusa Research.

Profile recomandate pentru imprimante 3D:

• Prusa Core One

• MK4S

• XL

• Prusa Pro HT90

Pot fi folosite și alte imprimante 3D compatibile de la terți.

Setări recomandate:

• Duză: 290 ±10 °C

• Pat încălzit: 120 ±10 °C

• Placă de imprimare recomandată: Texturată / Satin / PP

• Incintă închisă: Nu este necesară

Uscarea filamentului:

Pentru cele mai bune rezultate, se recomandă uscarea filamentului înainte de imprimare (6 h la 60 °C) și păstrarea acestuia într-un drybox în timpul imprimării. Filamentul uscat oferă precizie dimensională excelentă și cele mai bune proprietăți mecanice și de outgassing.

Atribute de bază

Pros:

• Material ESD-safe

• Proprietăți excelente de outgassing

• Rezistență foarte bună la temperaturi ridicate (până la 137,6 °C)

• Stabilitate dimensională excelentă – posibilitatea de a imprima modele mari fără incintă închisă

• Poate fi imprimat pe imprimante 3D desktop obișnuite

Cons:

• Necesită duză întărită

• Aderență între straturi mai scăzută comparativ cu PC pur

• Poate necesita uscarea filamentului înainte de imprimare

 

Bobine noi echipate cu OpenPrintTag

Filamentele Prusament PC Space Grade Black sunt livrate pe o bobină reproiectată, care aduce mai multe îmbunătățiri pentru o experiență de imprimare mai bună, începând cu octombrie 2025.

• Mecanism simplu de blocare pentru demontare rapidă și reumplere ușoară

• Fixare sigură în timpul uscării filamentului, chiar și la temperaturi mai ridicate

• Dimensiuni mai compacte, compatibile cu o gamă largă de sisteme de imprimare multicolor și multimaterial

 

 

Sfaturi și trucuri pentru începători

• Duză întărită obligatorie
  Adaosurile de carbon sunt foarte abrazive și pot deteriora duzele din alamă.

• Siguranță și ventilație
  Policarbonatul nu prezintă riscuri semnificative pentru sănătate, însă se recomandă imprimarea într-o cameră bine ventilată sau într-o imprimantă închisă cu filtrare activă pentru a menține nivelurile de UFP și VOC cât mai scăzute.

  • Adaosurile de carbon încorporate în polimer nu prezintă risc pentru sănătate.

  • Pentru șlefuiri intense, este recomandat echipament de protecție: ochelari, mască respiratorie și mănuși.

• Trasabilitatea producției
  Întregul proces de fabricație este complet trasabil:

  1. Pentru toate bobinele Prusament sunt disponibile date de fabricație: consistența diametrului, greutate, lungime, ovalitate și deviație standard.

  2. Progresul imprimării 3D poate fi urmărit prin Prusa Connect, inclusiv date de telemetrie.

Dezvoltat în colaborare cu TRL Space

Prusament PC Space Grade Black a fost dezvoltat în colaborare cu TRL Space, o companie spațială din Brno, Cehia, care oferă misiuni spațiale complete la cheie.

Serviciile TRL Space includ:

• Elaborarea proiectului inițial

• Lansarea în orbită

• Analiza datelor satelitare

Compania colaborează cu Agenția Spațială Europeană și alte organizații internaționale, reunind oameni de știință, ingineri și vizionari din întreaga lume și dezvoltând tehnologii proprii pentru misiuni atât în orbita Pământului, cât și pe Lună.

TRL Space face parte din TRL Group, un grup dinamic de companii tehnologice care furnizează tehnologii avansate la nivel global. Printre companiile din grup se numără TRL Drones, Zaitra, Corac Engineering și MecMa.