Materiali per la stampa 3D
Con quali materiali funziona una stampante 3D, e quali dovrei usare? Avvicinandosi a questo mondo, è una delle prime domande che viene in mente.
I materiali per stampa 3d variano in base alle tecnologie di stampa 3d. Ancora una volta ci soffermiamo sulla FFF – Fused Filament Fabrication (o FDM – Fused Deposition Modeling), cioè la stampa di oggetti attraverso la fusione di filamenti per stampa 3d composti da polimeri, perché è la più diffusa e la più accessibile. Il filamento, solitamente dal diametro di 3 mm o 1.75 mm, viene riscaldato da una resistenza e, passando per un ugello, si deposita strato dopo strato prendendo la forma dell’oggetto che stiamo stampando. Ma entriamo adesso nel merito dei principali materiali utilizzati per questa tecnologia, analizzando le differenze e il tipo di utilizzo che se ne può fare.
ABS
ABS e PLA sono i materiali per stampa 3d più diffusi. Sono due polimeri termoplastici: ciò significa che diventano morbidi e malleabili ad alte temperature e tornano solidi al raffreddamento (e questo processo è reversibile). La scelta tra i due è un eterno dilemma. Ci sono schiere di sostenitori pronti a far valere le proprie ragioni per l’una e per l’altra causa, ma questo non significa che non sia possibile stilare caratteristiche precise che distinguono i due materiali. La verità è che per scegliere bisogna provarli, magari usandoli entrambi a seconda di quello che si vuole realizzare.
I filamenti in ABS (acrilo butadiene stirene) si usano per creare oggetti rigidi e leggeri, come i mattoncini Lego, nel settore dell’automotive per cruscotti e in vari accessori, per tubi idraulici, strumenti musicali come il flauto dolce e il clarinetto. L’ABS è derivato dal petrolio. E’ solubile in acetone (si può così levigare con una spazzola, e con poche gocce saldarne pezzi diversi).
Qualità: leggerezza, robustezza, durabilità, resistenza a temperature abbastanza elevate (fino ai 100 gradi circa), facilità di utilizzo e di riciclo, buona flessibilità.
Difetti: cattivo odore e fumi tossici, necessità di un piatto riscaldato, tendenza a deformarsi.
Scopri di più sulla stampa 3D dell’ABS nella nostra Giuda ai Materiali.
ASA
Strutturalmente molto simile all’ABS, il filamento in ASA (acrilonitrile stirene acrilato) resiste però ai raggi UV e all’acqua: così, invecchiando, non assume quel tipico colore giallastro (per questo viene usato per oggetti che stanno sempre all’esterno).
PLA
Il PLA (acido polilattico) è costituito da un polimero derivato dalla lavorazione di alcuni prodotti vegetali, tra i quali il mais. Naturalmente trasparente, può essere colorato, reso opaco o lucido, per questo i filamenti in PLA si prestano bene a usi estetici, a piccoli oggetti domestici o a un uso didattico nelle scuole. Il suo solvente è la soda caustica.
Qualità: ecologico (di origine vegetale, può essere compostato in impianti di compostaggio commerciali), estrudibile a temperature inferiori (non necessita di piano riscaldato), minore tendenza alla deformazione, aspetto traslucido.
Difetti: minore resistenza, maggiore rigidità, inizia a deteriorarsi a 60 gradi.
Scopri di più sulla stampa 3D del PLA nella nostra Giuda ai Materiali.
PET-G
Il PETG (Polietilene Tereftalato) fa parte della famiglia del PET (Polietilene Tereftalato) una plastica di uso comune nel settore packaging (bottigliette monouso).
Nella stampa 3D è molto diffuso per essere facile da stampare ma con caratteristiche meccaniche sensibilmente superiori al PLA.
Qualità: può essere utilizzato per creare parti abbastanza resistenti con discrete prestazioni anche a caldo, ha un costo contenuto ed è anche trasparente.
Difetti: può dare luogo a dei collassi e altri difetti durante la stampa.
Scopri di più sulla stampa 3D del PET-G nella nostra Giuda ai Materiali.
Polipropilene (PP)
Il Polipropilene è una delle plastiche più utilizzate nella produzione industriale. Si contraddistingue per la resistenza a sforzi senza rompersi e per la resistenza agli agenti chimici.
Trova applicazione in svariati settori: dai contenitori alle etichette, per nastri e sedie ma anche in ambito biomedicale.
Qualità: adatto al contatto con i liquidi, il cibo e la pelle, genera particolari robusti e con una finitura superficiale liscia.
Difetti: può dare luogo ad un estremo ritiro durante la stampa e crea difficoltà nella realizzazione di forme complesse.
Scopri di più sulla stampa 3D del PP nella nostra Giuda ai Materiali.
Nylon
Il principale vantaggio del Nylon è la sua resistenza, decisamente maggiore rispetto ai precedenti polimeri. E’ anche flessibile e duraturo. Fonde a temperature elevate, spesso superiori ai 250 gradi. E’ un filamento che fa parte della famiglia delle poliammidi sintetiche, utilizzato in origine per produrre tessuti. Il suo principale difetto è la tendenza a deformarsi quanto l’ABS (serve il piano riscaldato). Inoltre bisogna asciugarlo bene prima della stampa, perché assorbe molto facilmente l’acqua, anche dall’aria: meglio farlo essiccare in forno per qualche ora.
TPU e TPE
Gli elastomeri termoplastici sono polimeri che coniugano le caratteristiche delle gomme con la processabilità dei polimeri termoplastici. Si trovano spesso in commercio con le sigle TPE e TPU in base alla loro natura chimica.
Sono materiali facilmente colorati e hanno un ottima durabilità nel tempo grazie alle loro proprietà elastiche.
Le applicazioni vanno dagli oggetti di uso quotidiano, guarnizioni e piccoli contenitori, a particolari tecnici per il settore biomedicale.
Qualità: elevata elasticità e morbidezza, presente in svariate colorazioni, garantisce una lunga durata nel tempo.
Difetti: può presentare alcune complessità in stampa e necessita di una stampa relativamente lenta.
Scopri di più sulla stampa 3D del TPU nella nostra Giuda ai Materiali.
Policarbonato (PC)
Il filamento di policarbonato ha un’alta resistenza al calore. Viene spesso utilizzato come isolante elettrico, in applicazioni mediche e in alcune parti meccaniche di telefoni cellulari. Si deforma molto facilmente, perciò è sempre necessario un piano riscaldato. E’ uno dei materiali più duri e resistenti. Fonde sopra i 260-270 gradi.
Qualità: può essere utilizzato per realizzare parti molto resistenti e rigide, con buone prestazioni meccaniche anche a caldo, può essere traslucido.
Difetti: servono alte temperature di stampa, è sensibile all’umidità ed è relativamente costoso.
Scopri di più sulla stampa 3D del PC nella nostra Giuda ai Materiali.
Materiali compositi
I materiali compositi per stampa 3D sono tutti quei prodotti formati dall’unione di due o più materiali di natura diversa, di cui almeno uno costituito da fibre. L’unione di diversi materiali permette di migliorare le performance termiche e meccaniche e la rigidità. Uno dei compositi più utilizzati è la poliammide con fibra di vetro, che necessità però una percentuale di fibra pari almeno al 50%. Un altro composito, che garantisce alte performance con percentuali inferiori, è il filamento in nylon carbonio, basato su fibre di carbonio.
Qualità: si utilizza per parti molto tenaci, con una ottima finitura opaca, ha buone prestazioni anche a caldo ed è facile da stampare.
Difetti: è estremamente sensibile all’umidità, le fibre al suo interno lo rendono abrasivo.
Scopri di più sulla stampa 3D del PA Carbon nella nostra Giuda ai Materiali.