Vespel® es la marca registrada de los productos de piezas y formas mecanizables de poliimida (PI) de DuPont.
Durante sus más de 50 años de historia, la línea de productos Vespel SP ha evolucionado hasta convertirse en una familia de grados que prolongan la vida útil y la funcionalidad de los componentes y satisfacen los requisitos de las aplicaciones en entornos nuevos y exigentes. Más recientemente, se han desarrollado formulaciones de Vespel SCP con una estabilidad oxidativa térmica significativamente mejorada.
En la actualidad, la línea de productos Vespel consta de una amplia gama de Grades. Cada uno de ellos tiene propiedades adaptadas a requisitos de aplicación específicos. Debido al número y la diversidad de productos de la familia Vespel PI, es importante comprender las diferencias de rendimiento para conseguir el mejor equilibrio entre rendimiento y coste para cada aplicación.
¿Cuáles son las propiedades de Vespel® PI?
Varias propiedades intrínsecas de la poliimida sitúan a Vespel PI en el nivel superior de los polímeros avanzados en cuanto a propiedades generales. Aunque el rendimiento real depende de la aplicación, todos los Grades tienen estas características generales:
- Rango de temperatura de funcionamiento desde niveles criogénicos hasta 300 °C (572 °F) continuos
- Tolerancia a variaciones de temperatura a corto plazo de hasta 500 °C (932 °F).
- Alto módulo, resistencia a la compresión, resistencia a la fluencia y tenacidad
- Altos valores de PV para aplicaciones de rodamientos con límites de velocidad de presión en seco hasta 12 MPa m/s; mayores con lubricación
- Elevada rigidez dieléctrica, propiedades aislantes eléctricas y térmicas
- Resistencia a una amplia gama de productos químicos y disolventes
- Baja desgasificación
- Muy resistente a las radiaciones ionizantes
Un atributo notable del polímero de poliimida es su punto de reblandecimiento o temperatura de transición vítrea (Tg), que está muy próxima a su temperatura de descomposición. Con Vespel PI, el punto se produce muy por encima de los 400 °C (752 °F). Este comportamiento se traduce en importantes diferencias entre Vespel® PI y otros termoplásticos de altas prestaciones:
- Retención de propiedades frente a la temperatura: Las propiedades mecánicas de la mayoría de los polímeros termoplásticos avanzados disminuyen bruscamente a medida que los materiales se acercan a su Tg o punto de reblandecimiento. Sin embargo, las propiedades de resistencia y módulo de los Grades de polyimides Vespel disminuyen de forma casi lineal al aumentar la temperatura.
- Producción de formas y piezas: Como verdadero polímero de poliimida, Vespel PI no tiene fase fundida y no puede extruirse por fusión ni moldearse por inyección. Las formas y piezas se fabrican por compresión o moldeo isostático de polvo de PI a altas presiones y temperaturas, de forma similar a la sinterización de piezas metálicas en polvo. Las variaciones de la tecnología producen formas diferentes: Las barras de Vespel PI se fabrican por moldeo isostático, las placas y discos se moldean por compresión, y las piezas a medida se moldean directamente y se sinterizan.
- Propiedades isótropas relacionadas con los métodos de producción: El moldeo isostático y el moldeo por compresión confieren propiedades isótropas a las formas de Vespel PI. Además, las formas de Vespel PI no contienen fibras de vidrio ni de carbono. Esto significa que la estabilidad dimensional y las propiedades siguen siendo las mismas en todas las direcciones dentro de la forma. Las piezas mecanizadas a partir de las formas de Vespel presentan el mismo comportamiento isótropo.
¿En qué se diferencian los Grades Vespel® SP y Vespel SCP?
El espectro de Grades de Vespel® SP se ha ampliado a lo largo de 50 años para satisfacer los cambiantes requisitos de las aplicaciones. La línea de productos ofrece grados con diversas combinaciones y niveles de cargas que mejoran la resistencia, la estabilidad, las propiedades eléctricas y las características de fricción y desgaste del polímero básico Vespel® PI.
Las calidades Vespel PI para rodamientos y desgaste (izquierda) y sin relleno están disponibles en una gama de formas para el mecanizado
Los rápidos avances en el equipamiento de naves espaciales aeroespaciales elevaron el listón de los requisitos de rendimiento de Vespel PI. Dados los retos del mantenimiento y la sustitución de piezas, no se puede comprometer la fiabilidad a largo plazo de los componentes. Los materiales deben rendir en entornos radicalmente distintos que pueden incluir altas temperaturas elevadas, condiciones criogénicas y de vacío y radiación, y excursiones de corta duración a altas temperaturas intensas.
Los grados SCP de Vespel se desarrollaron para responder a estos retos de mayor rendimiento. En comparación con las calidades SP, ofrecen un aumento significativo de la estabilidad oxidativa térmica a largo plazo para la retención de propiedades, una excelente resistencia a la fricción y al desgaste, una mayor resistencia mecánica y una mayor estabilidad dimensional.
Grades y aplicaciones de Vespel® PI
Varios atributos de rendimiento son comunes a todos los Grades de las familias de productos PI Vespel SP y SCP. A continuación se resumen sus diferencias de rendimiento, así como las aplicaciones típicas relacionadas con el perfil de rendimiento de cada grado de Vespel PI.
Los Grades Vespel® SP y Vespel® SCP siguen el ritmo de la tecnología aplicada
Los Grades de Vespel PI han seguido el ritmo de la necesidad de las industrias de alta tecnología de materiales que deben funcionar de forma fiable en aplicaciones bajo condiciones cada vez más extremas.
Las formas mecanizables y las piezas conformadas directamente en Grades Vespel SP tienen un historial probado en aplicaciones de fricción y desgaste, estructurales y eléctricas. Mantienen sus propiedades cuando se exponen a temperaturas criogénicas y elevadas, a radiaciones y a numerosos disolventes y otros productos químicos. Los nuevos grados SCP ofrecen las propiedades tradicionales de Vespel PI junto con una mayor estabilidad oxidativa térmica y resistencia, ampliando la gama de aplicaciones del polímero avanzado a un número cada vez mayor de componentes de equipos aeroespaciales y de naves espaciales.
Preguntas frecuentes sobre Vespel® PI
¿Se puede moldear Vespel® PI por inyección?
El polímero de poliimida no es procesable por fusión y no puede moldearse por inyección. Las piezas de configuraciones simples y complejas se fabrican por moldeo directo. Las formas de Vespel PI para mecanizarlas en piezas de precisión están disponibles como discos y placas moldeados por compresión y barras moldeadas isostáticamente.
¿Quién fabrica las piezas Vespel®?
DuPont fabrica piezas de Vespel de conformación directa. La empresa también fabrica varillas, placas y discos para su mecanizado en piezas. Las formas mecanizables están a disposición de empresas de mecanizado técnicamente cualificadas y debidamente equipadas.
¿Es caro Vespel® PI?
Vespel PI es un material de primera calidad. Como otros polímeros avanzados, es rentable cuando se especifica por las ventajas que ofrece. Por ejemplo, prolonga la vida útil de los componentes y minimiza la necesidad de sustituirlos en entornos que muchos plásticos y metales no pueden soportar. También se especifica por su fiabilidad en equipos de naves espaciales, donde el fallo de los componentes puede tener efectos catastróficos.
¿Cuál es la diferencia entre Vespel® SP y Vespel® SCP?
Los grados Vespel SP son los grados PI tradicionales especificados desde hace más de 50 años por su combinación de propiedades de fricción y desgaste, resistencia química, propiedades eléctricas, alta resistencia y rendimiento a temperaturas criogénicas y extremas. Los grados Vespel SCP se basan en una avanzada tecnología de poliimidas y cargas que mejoran la fuerza y la resistencia a la oxidación térmica.
¿Existen otros plásticos de poliimidas como Vespel® PI?
Vespel es la poliimida más ampliamente especificada. Según la forma, Vespel PI cumple los requisitos de ASTM D6456, MIL-R-46198 y AMS 3644G. Otros productos de poliimidas no suelen cumplir todos los requisitos de estas especificaciones. Otros materiales de PI no procesables por fusión son Meldin® PI, Duratron® PI y TECASINT® PI. Algunas variaciones del polímero PI son Torlon® PAI, químicamente una polyamide-imide, y Ultem® PEI, o polyetherimide. Ambos son polímeros de altísimo rendimiento procesables por fusión que pueden moldearse por inyección y extruirse para darles formas mecanizables.