Proprietà di isolamento elettrico nei materiali per stampa 3D

Quando si selezionano materiali per la stampa 3D destinati ad applicazioni di isolamento elettrico, è essenziale comprendere proprietà elettriche chiave come la resistenza dielettrica e la costante dielettrica. Queste proprietà determinano quanto bene un materiale isola contro la tensione elettrica e come interagisce con i segnali elettrici, influenzando la sicurezza, l’integrità del segnale e le prestazioni complessive.

Resistenza dielettrica (Tensione di rottura)

La resistenza dielettrica misura quanta tensione un materiale può sopportare per millimetro prima che si verifichi la rottura elettrica, essenzialmente quanto resiste al passaggio della corrente elettrica. Una resistenza dielettrica più elevata indica una migliore capacità isolante. Fiberon PPS-GF20, rinforzato con il 20% di fibra di vetro in peso (GF), presenta una resistenza dielettrica di circa 6,05 kV/mm. Ciò è circa 12 volte superiore rispetto a Fiberon PPS-CF10 (rinforzato con fibra di carbonio), che ha 0,45 kV/mm. L’aumentata resistenza dielettrica di PPS-GF20 lo rende altamente adatto per l’isolamento a tensioni moderate, garantendo un funzionamento più sicuro rispetto ai materiali rinforzati con fibra di carbonio o all’aria in molte applicazioni.

Costante dielettrica

La costante dielettrica misura la capacità di un materiale di immagazzinare energia elettrica quando esposto a un campo elettrico. È analoga a quanta acqua può trattenere una spugna; una costante dielettrica più alta significa che il materiale può immagazzinare più energia elettrica. Questa proprietà dipende dalla frequenza e influenza la trasmissione del segnale. Materiali con una costante dielettrica elevata causano maggior perdita di energia e distorsione del segnale; pertanto, per applicazioni ad alta frequenza in cui contano integrità e velocità del segnale, sono preferibili valori più bassi.

Fiberon PPS-GF20 ha una costante dielettrica di 2,62 a 1 kHz e 2,71 a 1 MHz, valori inferiori rispetto a PPS-CF10 (4,64 a 1 kHz e 3,74 a 1 MHz). Ciò significa che PPS-GF20 offre migliori prestazioni nella trasmissione di segnali elettrici veloci con perdita di energia minima, rendendolo ben adatto per isolare componenti in cui i segnali ad alta frequenza sono critici.

Riepilogo delle caratteristiche elettriche

• Fiberon PPS-GF20

  • Resistenza dielettrica: 6,05 kV/mm

  • Costante dielettrica: 2,62 (1 kHz), 2,71 (1 MHz)

• Fiberon PPS-CF10

  • Resistenza dielettrica: 0,45 kV/mm

  • Costante dielettrica: 4,64 (1 kHz), 3,74 (1 MHz)

Vantaggi di Fiberon PPS-GF20:

• Combina una resistenza dielettrica da moderata a elevata per una maggiore sicurezza nell’isolamento a tensione più alta.

• Mantiene una costante dielettrica bassa per ridurre le perdite di segnale e consentire migliori prestazioni elettriche ad alta frequenza.

• Utilizza il rinforzo con fibra di vetro, che è elettricamente isolante, a differenza delle fibre di carbonio che tendono a condurre elettricità.

• Adatto per applicazioni che richiedono isolamento elettrico con buona trasmissione del segnale, come involucri per droni e altre apparecchiature elettroniche in cui i segnali a radiofrequenza devono attraversare il materiale.

• Ritardante di fiamma e termicamente stabile con una temperatura di deflessione sotto carico superiore a 230°C, fattore che ne aumenta l’idoneità per ambienti severi.

In sintesi, Fiberon PPS-GF20 offre un profilo di isolamento ben bilanciato, rendendolo un forte candidato per parti stampate in 3D che richiedono sia isolamento elettrico sia buone prestazioni sui segnali ad alta frequenza. La sua superiore resistenza dielettrica e la bassa costante dielettrica lo distinguono dai filamenti rinforzati con fibra di carbonio, offrendo un isolamento elettrico più sicuro ed efficiente nei materiali per stampa 3D di livello produttivo.

Questo materiale abilita nuove applicazioni nei settori elettrico, automobilistico, aerospaziale ed elettronico combinando isolamento ad alte prestazioni con resistenza meccanica e stabilità termica.