Plastica nella stampa professionale 3D

Se sappiamo già cos’è una stampante 3D e siamo passati al livello di iniziare a stampare, è importante sapere con quale materiale vogliamo lavorare e quali caratteristiche avrà l’oggetto che vogliamo produrre. Qui è dove una questione importante che dovresti sapere proviene da: plastica nella stampa 3D.

Le materie plastiche sono i materiali più comuni nella stampa 3D, ma quanto ne sai di loro? Quali sono le differenze tra ciascuna di queste plastiche? Ciascuna delle tecnologie 3D produce con diversi tipi di materiali, ad esempio la tecnologia FDM / FFF funziona con filamenti, sterolitografia con resine liquide di fotopolimeri e sinterizzazione laser con polveri termoplastiche.

Per comprendere a fondo il mondo della plastica nella stampa 3D abbiamo creato una guida completa che ti aiuterà a capire ciascuno dei materiali, oggi presentiamo le materie plastiche, puoi trovare anche materiali organici, metalli e molto altro …

plastica nella stampa 3D
C’è una grande varietà di colori e forme nella plastica nella stampa 3D

Plastica nella stampa 3D – FDM / FFF
Le tecnologie di deposizione fusa sono le più note per l’utilizzo di materiali plastici nella stampa 3D. Sono presentati in formato filamento in una bobina che verrà posizionata nella stampante 3D. Nelle tecnologie FDM / FFF ci sono molte varietà di materie plastiche e diverse caratteristiche per ciascuno dei tuoi progetti.

ABS
Ti ricordi i pezzi di lego? Poiché l’ABS è il tuo materiale di produzione, chiamato anche acrilonitrile-butadiene-stirene, è la plastica più comunemente utilizzata nell’industria 3D. Attualmente possiamo trovarlo, ad esempio, nella carrozzeria di auto, elettrodomestici o custodie per telefoni cellulari. Appartiene alla famiglia di materiali termoplastici o termoplastici, contiene una base di elastomeri a base di polibutadiene che lo rende più flessibile e resistente agli urti.

L’ABS ha una temperatura di stampa tra 230 ° C e 260 ° C e può sopportare temperature molto basse (-20 ° C) e temperature molto elevate (80 ° C). Oltre alla sua elevata resistenza, è un materiale riutilizzabile e può essere saldato con processi chimici. Tuttavia, non è biodegradabile e si restringe a contatto con l’aria, motivo per cui la piattaforma di stampa deve essere preriscaldata al fine di evitare il dispiegamento delle parti. Si raccomanda inoltre l’uso di una stampante 3D con una struttura chiusa per limitare le emissioni di particelle che vengono rilasciate quando si utilizza questo materiale.

plastica nella stampa 3D
Filatori stampati in 3D con ABS

L’ABS è utilizzato principalmente nella tecnica della modellazione di deposizioni fuse, che si trova comunemente nelle stampanti desktop 3D. Esiste anche un derivato dell’ABS, in forma liquida, che viene utilizzato principalmente nei processi di stereolitografia e PolyJet.

PLA
L’acido polilattico o PLA, a differenza dell’ABS è biodegradabile, è prodotto da materie prime rinnovabili, come l’amido di mais. È uno dei materiali con cui è possibile stampare più facilmente, oltre a una delle sue caratteristiche è il leggero restringimento dopo la stampa 3D, motivo per cui le piattaforme riscaldate non sono necessarie per l’uso di questo materiale. Quando si stampa con PLA su una stampante FDM / FFF, le temperature non dovrebbero essere troppo alte, tra 190ºC e 230ºC.

Il PLA è più difficile da manipolare data la sua elevata velocità di raffreddamento e solidificazione. È importante ricordare che può deteriorarsi o allungarsi a contatto con l’acqua. Tuttavia, questo materiale, generalmente traslucido, viene utilizzato dalla maggior parte delle macchine di deposizione fusa e si trova in un’ampia varietà di colori.

plastica nella stampa 3D
C’è una grande varietà di colori nei filamenti in PLA

ASA
Tecnicamente noto come acrilonitrile-stirene-acrilato è simile alle proprietà ABS, ma con una maggiore resistenza ai raggi UV, anche se è possibile trovare alcune complicazioni durante la stampa con questo materiale, quindi è anche raccomandato un calefactada piattaforma di stampa . Le impostazioni di stampa sono molto simili a quelle utilizzate da ABS, nel caso di ASA dobbiamo fare particolare attenzione a farlo con una macchina con telecamere chiuse o in uno spazio aperto a causa delle emissioni di stirene.

plastica nella stampa 3D
Modelli stampati in 3D con ASA

PET
Il polietilentereftalato comunemente noto come PET, comunemente visto in bottiglie di plastica monouso. È il filamento ideale per pezzi destinati al contatto alimentare, è semirigido e con una buona resistenza. Per ottenere i migliori risultati durante la stampa con PET è necessario raggiungere temperature comprese tra 75 e 90 ° C.

Commercializzato comunemente come un filamento traslucido, esistono varianti come PETG, PETE e PETT. È un filamento che non rilascia alcun odore durante la stampa ed è riciclabile al 100%.

plastica nella stampa 3D
Diversi tipi di filamenti di PET

PC o policarbonato
Il policarbonato (PC) è un materiale ad alta resistenza progettato per applicazioni di ingegneria. Questo materiale è in grado di resistere alle alte temperature, potendo rimanere senza deformazioni fino a 150 ° C. Il policarbonato è incline ad assorbire l’umidità dall’aria, qualcosa che può influire sulle sue prestazioni e resistenza alla stampa. Pertanto, deve essere conservato in contenitori ermetici.

Per la stampa sono necessarie temperature molto elevate, se non eseguite correttamente è possibile mostrare una separazione degli strati, ciò si verifica quando si stampa con una temperatura troppo bassa o se è consentito un raffreddamento eccessivo. I filamenti di policarbonato attualmente esistenti contengono additivi che consentono di stampare il filamento a temperature più basse.

plastica nella stampa 3D
Stampa 3D con policarbonato

Materiali flessibili
Ogni giorno ci sono più tipi di filamenti, e alcuni dei più riusciti sono stati il ​​filamento flessibile. Sono molto simili al PLA, ma fatti di TPE o TPU. Il vantaggio di questi filamenti è che consentono lo sviluppo di oggetti deformabili, ampiamente utilizzati nell’industria della moda come la collezione di Danit Peleg .

In generale ha le stesse caratteristiche di stampa del PLA e può essere trovato con diversi intervalli di rigidità. Si raccomanda di prestare attenzione solo al fatto che il tipo di estrusore è adeguato per evitare inceppamenti nella macchina.

plastica nella stampa 3D
Materiali flessibili nella stampa 3D, ampiamente utilizzati nel design e nella moda

Fibre di carbonio
I filamenti che includono fibre di carbonio stanno diventando sempre più popolari nell’industria 3D, ancor più quando stampanti 3D come quelle di Markforged specializzate in questi materiali raggiungono il mercato . La ragione della sua grande richiesta è la sua incredibile resistenza, mantenendo un peso inferiore nelle parti fabbricate rispetto ad altri materiali.

I filamenti con queste caratteristiche includono piccole fibre di carbonio in un materiale di base che può essere PLA, PETG, Nylon, ABS o policarbonato, migliorando le proprietà di ciascuno. Le impostazioni di stampa sono solitamente quelle richieste dal loro materiale di base, sebbene sia importante disporre di hardware adeguato in quanto le fibre di carbonio possono causare l’intasamento degli ugelli di stampa.

plastica nella stampa 3D
La stampa 3D con fibre di carbonio offre una grande resistenza ai modelli creati

Materiali ibridi
Ci sono diversi tipi di materiali che mescolano una base come il PLA e quindi includono polveri che danno un colore o una finitura diversa dal tradizionale, sono composte al 70% di PLA e al 30% dal materiale ibrido. Sul mercato sono presenti filamenti a base di legno contenenti polvere di bambù, sughero, legno, ecc. La presenza di questi materiali all’interno del filamento significa che il risultato finale sono pezzi con una trama più organica.

Sebbene esistano già macchine che utilizzano la base della tecnologia FDM per stampare in metallo, come le nuove macchine di Desktop Metal . Fino ad ora è qualcosa a cui non tutti hanno accesso, quindi la società Colorfabb ha lanciato il suo filo metallico 3D. Ha la stessa base dei filamenti creati con il legno, ma in questo caso è scambiato con polveri metalliche. Danno ad ogni oggetto un colore diverso a seconda di ciò che scegliamo: rame, bronzo, argento … ecc.

Infine, all’interno del filamento che consideriamo ibridi e seguendo la stessa regola di produzione, ci sono quelli che mescolano materiali rocciosi, come cemento, mattoni o sabbia. Ciò conferisce una trama completamente diversa a ciascuno dei modelli.

plastica nella stampa 3D
Filamento 3D a base di legno

I materiali solubili
La plastica solubile può anche essere utilizzata per stampare supporti di stampa (a seconda della complessità e della tecnologia utilizzata per la parte desiderata) che verranno dissolti nella fase successiva. Le plastiche solubili attualmente più utilizzate sono HIPS (polistirene ad alto impatto) e PVA (acetato di polivinile). Il primo è associato all’ABS e può essere sciolto con il limonene, al contrario il PVA è associato al PLA e si dissolve solo con l’acqua. Ci sono anche i filamenti BVOH o copolimero di butandiolo vinil alcool, molto popolare ultimamente in 3D stampa doppia di estrusione come materiale d’acqua – vettore solubili, secondo gli esperti ha una migliore solubilità del PVA e supporta più materiali .

plastica nella stampa 3D
Un esempio di materiali solubili in acqua nella stampa 3D

Plastica nella stampa 3D – SLA
All’interno di tecnologie come SLA, DLP o anche PolyJet, le resine liquide fotosensibili vengono utilizzate per la produzione. Questi possono essere suddivisi in termoplastici e termo-solidi. A seconda di quale abbiamo scelto per consentire agli oggetti stampati hanno una finitura opaca o lucida all’interno di queste resine sono molte plastiche abbiamo discusso nella sezione precedente, ma in forma liquida.

La gamma di colori in queste tecnologie non è molto varia di solito sono bianco, nero, trasparente, rosso, anche se attualmente gli sviluppi come le nuove resine di Formlabs promettono una gamma molto più ampia. Ciò che distingue questi materiali da quelli delle tecnologie FDM è che è impossibile mescolare le resine per ottenere risultati diversi. Quindi non ci sono macchine doppie, l’unica cosa che conosciamo è la macchina ibrida Layer One che include la tecnologia SLA e FFF. L’uso di resine nella stampa 3D comporta un processo di post-stampa, è necessario sottoporre i modelli a una pulizia in alcool isopropilico per ottenere i migliori risultati.

Stampa 3D con resine fotopolimeriche

plastica nella stampa 3D
Ci sono anche resine calcinabili, ampiamente utilizzate nel campo della gioielleria

All’interno della stampa 3D con resine ci sono diversi tipi considerati più tecnici, dove possiamo trovare il più popolare, all’interno di queste tecnologie; quelli flessibili, che offrono maggiore flessibilità e deformazione ai modelli; incassi specializzati in gioielleria grazie alla sua facilità di unirsi alla produzione con investimenti diretti; e biocompatibili che si concentrano in particolare sul settore dentale e sullo sviluppo di protesi dentali.

Plastica nella stampa 3D – SLS
La tecnologia della sinterizzazione selettiva mediante laser (SLS) utilizza polveri plastiche per la fabbricazione dei pezzi, mediante l’uso del laser le particelle possono essere fuse e strato dopo strato creano un pezzo.

All’interno di queste tecnologie ci sono diverse varietà di materiali che consentono agli oggetti prodotti di avere diverse caratteristiche di resistenza, flessibilità o consistenza.

poliammidi
Gli oggetti fatti di poliammidi vengono solitamente creati da una polvere granulare bianca fine utilizzata nella tecnologia di sinterizzazione laser selettiva (SLS), sebbene alcune varianti di questo materiale, come il nylon, siano disponibili anche sotto forma di filamento e sono utilizzati in stampanti 3D di materiale fuso.

Grazie alla sua biocompatibilità, come il PLA, le poliammidi possono essere utilizzate per produrre parti che vengono a contatto con il cibo (eccetto quelle che contengono alcol) e, a differenza di PLA e ABS, le superfici possono essere più lisce senza effetto a catena .

plastica nella stampa 3D
Stampa 3D con poliammidi

Essere composto da strutture semicristallini, questo materiale ha un buon equilibrio tra le loro proprietà meccaniche e chimiche, è quella in cui stelo stabilità, rigidità, flessibilità e resistenza agli urti. Questi vantaggi lasciano il posto a una vasta gamma di applicazioni e ad un alto livello di dettaglio. viene utilizzata la sua alta qualità, ad esempio per la fabbricazione di ingranaggi, parti per il mercato aerospaziale, il mercato automobilistico, robotica, protesi mediche o stampi ad iniezione.

Alumide®
Gli oggetti in plastica di allumino sono prodotti da una combinazione di poliammidi e polvere di alluminio, utilizzando la tecnologia di sinterizzazione laser selettiva (SLS). Con una superficie ampia e leggermente porosa e un aspetto granuloso e granuloso, questo materiale offre resistenza elevata e resistenza alle alte temperature (massimo 172 ° C) e collisioni con una certa flessibilità. Tuttavia, alcuni post-trattamenti sono generalmente necessari, come la levigatura, la levigatura, il rivestimento o la fresatura.

Alumide viene utilizzato per modelli complessi, pezzi di design o per piccole serie di modelli funzionali, che richiedono un’elevata rigidità e un aspetto vicino all’alluminio. La tecnica utilizzata comporta pochi limiti geometrici.

plastica nella stampa 3D
L’uso di allumino dà una trama granulare ai modelli creati

PP o polipropilene
Un altro termoplastico ampiamente utilizzato nel settore automobilistico, tessuti professionali usa e getta o nella fabbricazione di centinaia di oggetti di uso quotidiano. È il polipropilene (PP) noto per la sua resistenza all’abrasione e la sua capacità di assorbire gli urti, nonché relativa rigidità e flessibilità.

Uno dei suoi inconvenienti è la sua bassa resistenza alla temperatura e la sua sensibilità ai raggi UV che possono causarne l’espansione, motivo per cui diversi produttori di stampanti hanno sviluppato derivati ​​di questo materiale, simili-propilenos, al fine di rafforzare le loro proprietà fisiche e meccaniche.