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I materiali usati nella stampa 3D hanno una varietà di applicazioni pari a quella dei risultati. Per avere successo, si devono scegliere i materiali appropriati per ogni progetto.
La scelta tra diversi materiali negli oggetti stampati è diventata sempre più difficile con l'avanzare della diffusione della stampa 3D. Se hai bisogno di comprare i migliori filamenti per un progetto particolare o per aumentare la qualità della tua stampa, questa guida ti fornirà tutte le migliori risorse.
I nostri clienti stanno vedendo diventare disponibili sempre più materiali polimerici e compositi innovativi. Ma come capire quale si adatta al tuo progetto? In questo articolo discuteremo le caratteristiche dei materiali che possono essere usati nella stampa 3D FDM (fused deposition modeling).
Questa relazione si concentra su specifici polimeri e resine disponibili presso ProtoReal, perciò non è da ritenersi esaustiva di tutti i materiali disponibili sul mercato. Visita la nostra pagina sui materiali disponibili per le nostre stampanti 3D Stratasys per maggiori informazioni sulle schede tecniche di ogni materiale.
La modellazione a deposizione fusa (FDM), chiamata anche fabbricazione a filamento fuso o FFF, è la tecnologia più diffusa nel settore della stampa 3D. È ideale per modelli di prova di base e per la prototipazione veloce e a basso costo di oggetti semplici, così come per la produzione di componenti funzionali.
Definiamo i materiali usati nella stampa con tecnologia FDM "filamenti", che sono un tipo specifico di termoplastica che diventa flessibile quando viene riscaldata a una determinata temperatura. Tutti i filamenti termoplastici sono anche polimeri.
La FDM usa materiali solidi di livello ingegneristico come ABS, Policarbonato e ULTEMTM 9585. Per parti di produzione e design funzionali i materiali FDM offrono un'eccezionale stabilità termica e chimica ed eccellenti rapporti forza/peso.
Per stampare parti 3D potrebbero essere necessari supporti solubili. È il caso di forme geometriche complesse con aree cave. Questi materiali di supporto sono solubili in soluzioni chimiche nel post-processing della stampa 3D.
I materiali solubili sono polimeri come quelli usati per la stampa dell'oggetto 3D, ma hanno proprietà e scopi diversi.
I materiali termoplastici sono il gruppo più grande dei materiali per la stampa 3D FDM. Sono tutti polimeri e vengono scelti per costruire pezzi durevoli e resistenti, che garantiscono precisione e stabilità nel tempo.
Questo gruppo può essere diviso in ulteriori categorie che variano a seconda del servizio di stampa 3D che sceglie, dato che ognuno ha i suoi fornitori di materiali.
Il processo decisionale per la stampa varia da utente a cliente; pertanto abbiamo elencato i criteri decisionali chiave richiesti quando si sceglie un materiale oltre al costo e alla velocità.
Le tecnologie FDM producono parti con materiale forte e stabile che viene usato nello stampaggio ad iniezione, nella fresatura CNC o in altri processi di produzione tradizionali. La stampa 3D può essere usata per una ristampa efficiente con una tecnologia termoplastica consolidata.
Il PLA (acido polilattico) è il polimero principale usato nella stampa 3D FDM. La loro precoce dominanza è stata fortuita, perché sono stati i primi ad essere usati per questo tipo di processo.
Il PLA è effettivamente facile da stampare e abbastanza forte e rigido. È un materiale molto comune per la stampa 3D. Tuttavia, poiché è anche molto fragile e ha una bassa resistenza alle temperature, altri materiali, come l'ABS, sono preferiti al PLA.
Tuttavia, la sua derivazione organica lo rende più sostenibile dal punto di vista ambientale e meno pericoloso da usare rispetto ad altre sostanze per la stampa 3D.
Se non ha bisogno di modelli stampati resistenti al calore o mobili, il PLA le darà sicuramente dettagli di stampa eccellenti e rischierà meno errori di stampa durante il processo di fabbricazione.
ABS (acrilonitrile butadiene stirene) è sicuramente la migliore alternativa al PLA grazie alla sua robustezza e resistenza agli urti, senza rinunciare alla facilità di estrusione.
Questa sostanza ha una serie di vantaggi d'uso. Non solo è estremamente difficile da rompere, robusta e resistente al calore, ma si solidifica rapidamente e le sue parti finite possono essere levigate velocemente.
Per assicurarsi che tutte queste proprietà siano rispettate e garantite, si dovrebbe scegliere un materiale di ottima qualità e non optare per uno economico. Altrimenti questo avrà un forte impatto sulla durata della parte finale stampata in 3D.
In Protoreal offriamo diverse soluzioni per ogni gruppo di materiali per soddisfare al meglio il tuo progetto. Il seguente elenco evidenzia le caratteristiche principali dei tipi di ABS tra cui si può scegliere.
Secondo Stratasys, è più forte del tradizionale ABS FDM del 70%. È adatto alla prototipazione funzionale e alle parti di uso finale, nonché agli strumenti di termoformatura.
Questo filamento è caratterizzato da una maggiore trasparenza, mantenendo un'alta resistenza; può essere ideale per usi che richiedono il monitoraggio della trasmissione della luce o del flusso di materiale.
È ottimo per superfici che devono evitare un accumulo di elettricità statica, come le componenti elettriche.
Questo tipo di ABS è biocompatibile e può essere sterilizzato con raggi gamma o EtO, quindi può essere usato nel settore farmaceutico, medico e alimentare. Infatti, è anche sicuro per l'uso umano.
L’Acrylonitrile Styrene Acrylate è stabile ai raggi UV e ha una migliore finitura estetica, abbinata alle proprietà meccaniche dell'ABS-M30.
Il policarbonato è di gran lunga il materiale più resistente per la stampa FDM. Le proprietà del materiale vanno dall'alta resistenza termica alla solidità alla pressione di stress fino alla precisione della stampa. Dall'altro lato della medaglia, è il meno flessibile e facile da stampare.
Il PC può essere usato per prototipi funzionali ed è interessante se il suo progetto ha bisogno di un materiale trasparente o se deve essere usato con alte temperature, dove l'ABS potrebbe essere in pericolo di deformazione.
I tipi di PC diversi dallo standard includono PC-ISO e PC-ABS.
È la versione biocompatile che può essere usata per imballaggi alimentari e produzione di dispositivi medici. Come la sua controparte ABS ABS-M30i, è sterilizzabile tramite gamma o EtO.
Come suggerisce il nome, è una miscela di policarbonato e ABS, il che significa che offre le migliori caratteristiche di entrambi i mondi, ovvero flessibilità e sorprendente resistenza al calore.
Includiamo in questo gruppo polimeri che presentano eccellente resistenza chimica come il PPSF e resistenza termica, come le resine ULTEM, o grandi proprietà meccaniche come il Nylon 12-CF.
Ognuno di questi è adatto ad applicazioni speciali. Vediamoli uno ad uno.
Questa resina offre un buon compromesso tra leggerezza e resistenza, insieme a proprietà termiche, dato che è un ritardante di fiamma. Si adatta bene alle esigenze delle applicazioni spaziali e industriali, in particolare dei trasporti commerciali.
Questa resina per la produzione additiva presenta un'alta resistenza meccanica e stabilità termica rispetto alle resine standard. È il materiale giusto se vuole usarlo in processi di sterilizzazione a vapore con autoclave.
ULTEM 1010 è certificato per il contatto alimentare e la biocompatibilità, il che lo rende appropriato per strumenti di produzione alimentare e applicazioni mediche. Inoltre, la sua certificazione FST ne permette l'uso anche nelle industrie aerospaziali e nella produzione automobilistica.
Il PPSF è conosciuto anche come Polifenilsulfone (PPSU) è una termoplastica con un'eccezionale resistenza chimica e al calore elevato, abbinata a forti qualità meccaniche.
Poiché può essere esposto a temperature più alte di altri materiali per la stampa 3D, è disponibile una varietà di processi di sterilizzazione. Pertanto, è adatto ad applicazioni in cui sono spesso richiesti carichi elevati ed esposizione chimica.
Questo filamento FDM è composto da Nylon 12 e fibra di carbonio. Questa combinazione lo rende estremamente flessibile e forte, oltre che leggero. Il materiale fornisce accuratezza dimensionale e può sostituire parti in metallo in progetti dove il peso è un fattore chiave.
Come abbiamo detto in precedenza, le strutture di supporto usate per la stampa FDM 3D potrebbero essere fatte di materiale di supporto solubile.
Questo polimero è il materiale migliore per applicazioni che richiedono alta pressione e alte temperature.
SR-100 è adatto a requisiti di prestazione medi e può essere risolto in soluzione base.
Rispetto a ULTEM-Support e SR-100, SR-30 è adatto a basse temperature e pressioni. È solubile anche in soluzione basica.
Scegliere il polimero giusto è fondamentale per ottenere le migliori proprietà nei pezzi stampati in 3D, soprattutto quando il pezzo è funzionale. Questo articolo mira ad aiutare i clienti a scegliere il prodotto giusto per soddisfare i requisiti e le caratteristiche dei loro prodotti.
In alcuni casi i produttori di materiali forniscono miscele o aggiungono additivi per alterare le proprietà dei loro polimeri (come l'aggiunta di fibra di carbonio che li rende più robusti). Questo rende ogni materiale unico e quindi è fondamentale valutare le proprietà meccaniche, chimiche e specifiche che la tua stampa 3D deve soddisfare.
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