Guida alla stampa 3D: materiali, tipi, applicazioni e proprietà
Guida alla stampa 3D FDM:
Materiali, Tipi, applicazioni e proprietà
Esistono dozzine di materiali plastici disponibili per la stampa 3D, ciascuno con le proprie qualità uniche che li rendono più adatti per usi specifici. Per semplificare il processo di ricerca del materiale migliore per una particolare parte o prodotto, lasciamo'Diamo innanzitutto un'occhiata ai principali tipi di plastica e ai diversi processi di stampa 3D.
Tipi di materie plastiche
Esistono due tipi principali di plastica:
I termoplastici sono il tipo di plastica più comunemente usato. La loro principale differenza rispetto ai termoindurenti è la loro capacità di subire più cicli di fusione e solidificazione. I materiali termoplastici possono essere riscaldati e modellati nella forma desiderata. Il processo è reversibile, poiché non si verifica alcun legame chimico, quindi i materiali termoplastici possono essere riciclati, fusi e riutilizzati. Un'analogia comune per i materiali termoplastici è il burro, che può essere fuso, risolidificato e nuovamente fuso. Le sue proprietà cambiano leggermente durante ogni ciclo di fusione.
I materiali termoindurenti (noti anche come plastica termoindurente) rimangono in uno stato solido permanente dopo l'indurimento. I polimeri nei materiali termoindurenti si reticolano durante il processo di polimerizzazione, che è causato dal calore, dalla luce o da radiazioni adeguate. I materiali termoindurenti si decompongono quando riscaldati anziché sciogliersi e non si riformano quando vengono raffreddati. È impossibile riciclare i materiali termoindurenti o riportare il materiale ai suoi componenti di base. I termoindurenti sono come l'impasto per la torta e, una volta cotti nella torta, non possono essere sciolti nuovamente nell'impasto.
Processi di stampa 3D in plastica
I tre processi di stampa 3D in plastica più affermati sono i seguenti:
Le stampanti 3D FDM (Fused Deposition Modeling) fondono ed estrudono il filamento termoplastico, che viene depositato strato dopo strato sull'area di costruzione dall'ugello della stampante.
Le stampanti 3D per stereolitografia (SLA) utilizzano i laser per polimerizzare le resine liquide termoindurenti in plastica indurita, un processo chiamato fotopolimerizzazione.
Le stampanti 3D a sinterizzazione laser selettiva (SLS) utilizzano laser ad alta potenza per sciogliere piccole particelle di polvere termoplastica.
Stampa 3D FDM
La modellazione a deposizione fusa (FDM), nota anche come fabbricazione di filamenti fusi (FFF), è la forma di stampa 3D più utilizzata a livello di consumo, alimentata dall’emergere delle stampanti 3D hobbistiche.
Questa tecnica è particolarmente adatta per modelli di prova di concetto di base, nonché per la prototipazione rapida ed economica di parti semplici, come le parti che in genere potrebbero essere lavorate a macchina.
La FDM a livello consumer ha la risoluzione e la precisione più basse rispetto ad altri processi di stampa 3D in plastica e non è l'opzione migliore per stampare progetti complessi o parti con caratteristiche complesse. Finiture di qualità superiore possono essere ottenute attraverso processi di lucidatura chimica e meccanica. Le stampanti 3D FDM industriali utilizzano supporti solubili per mitigare alcuni di questi problemi e offrono una gamma più ampia di materiali termoplastici tecnici o addirittura compositi, ma hanno anche un prezzo elevato.
Poiché il filamento fuso forma ogni strato, a volte possono rimanere dei vuoti tra gli strati quando si indossano't aderire completamente. Ciò si traduce in parti anisotrope, che è importante considerare quando si progettano parti destinate a sopportare carichi o resistere alla trazione.
I materiali di stampa 3D FDM sono disponibili in una varietà di opzioni di colore. Esistono anche varie miscele sperimentali di filamenti di plastica per creare parti con superfici simili al legno o al metallo.
Materiali più diffusi per la stampa 3D FDM
I materiali di stampa 3D FDM più comuni sono ABS, PLA e le loro varie miscele. Le stampanti FDM più avanzate possono anche stampare con altri materiali specializzati che offrono proprietà come maggiore resistenza al calore, resistenza agli urti, resistenza chimica e rigidità.
MATERIALE | CARATTERISTICHE | APPLICAZIONI |
ABS (acrilonitrile butadiene stirene) | Resistente e durevole | Prototipi funzionali |
PLA (acido polilattico) | I materiali FDM più semplici da stampare | Modelli concettuali |
PETG (polietilene tereftalato glicole) | Compatibile con temperature di stampa più basse per una produzione più rapida | Applicazioni impermeabili |
Nylon | Forte, durevole e leggero | Prototipi funzionali |
TPU (poliuretano termoplastico) | Flessibile ed estensibile | Prototipi flessibili |
PVA (alcol polivinilico) | Materiale di supporto solubile | Materiale di supporto |
HIPS (polistirene ad alto impatto) | Materiale di supporto solubile più comunemente utilizzato con l'ABS | Materiale di supporto |
Compositi (fibra di carbonio, kevlar, fibra di vetro) | Rigido, forte o estremamente resistente | Prototipi funzionali |
