ANDREA SANELLI

Materiali per stampante 3D

I materiali per la stampanti 3D non sono tantissimi ma senza conoscerli un minimo sarebbe molto difficile sfruttarli al meglio. Velocità di stampa, raffreddamento, temperatura di stampa sono tutti parametri da impostare a seconda del materiale che si decide di utilizzare.

Delle volte capita anche che queste impostazioni siano legate oltre che al materiale anche al fornitore: perciò utilizzando lo stesso materiale, ma di diversa marca, si creino dei difetti e bisogna quindi adattare le condizioni di stampa per ottenere risultati ottimali.

Al termine delle caratteristiche esposte per ogni tipologia di materiale, trovi un pulsante che permette di arrivare direttamente al materiale di cui si è parlato e poterlo acquistare. Questo per facilitarvi le cose ma soprattutto perchè abbiamo scelto i migliori come rapporto qualità/prezzo, i più acquistati dagli utenti e quindi di gran lunga testati e che vi permettono di risparmiare qualcosa rispetto a quelli utilizzati a livello professionale senza rinunciare alla qualità.

Passiamo a vedere nello specifico come utilizzare il PLA, l’ ABS, il PETG, il Nylon e il TPU

PLA (Acido PoliLattico)

Il PLA è un polimero termoplastico derivato da amido di mais o canna da zucchero. Questa è la caratteristica principale che lo differenzia dalle altre plastiche ottenute dalla distillazione e polimerizzazione del petrolio. Si tratta quindi di materiale biodegradabile (anche se prima che avvenga il processo di decomposizione serve molto tempo).

Ampiamente utilizzato nelle stampe FDM, è considerato il materiale più facile da stampare. Grazie alle sue caratteristiche che conferiscono al componente rigidità e robustezza, è utilizzato per la realizzazione di modelli e prototipi estetici. Non dispone di buona resistenza al calore e sostanze chimiche ma rispetto ad altri materiali è abbastanza economico e disponibile in molte colorazioni differenti.

Si ottengono buoni risultati di stampa con temperature relativamente basse (comprese tra 190 e 210°C) e non richiede l’utilizzo del piano riscaldato, anzi spesso è controproducente. Se adeguatamente raffreddato, può essere stampato ad elevate velocità senza inficiare sulla nitidezza dei bordi.

La fase di post-processing prevede la carteggiatura e il trattamento con acetone per migliorare la superficie della stampa.

ABS (Acrilonitrile Butadiene Stirene)

L’ ABS, insieme al PLA, è il materiale più utilizzato sotto forma di filamento. È un polimero termoplastico ricavato dal petrolio, composto da Acrilonitrile, Butadiene e Stirene da cui il nome ABS.

Presenta un’elevata resistenza gli urti, buona rigidità e ottima leggerezza ad un prezzo abbastanza accessibile. La resistenza al calore e agli agenti chimici lo rendono adatto per applicazioni all’aperto. È impiegato nella realizzazione di prototipi funzionali soggetti a sollecitazioni fisiche e, grazie alle proprietà di isolamento elettrico, anche nella realizzazione di involucri per componenti elettrici.

Per quanto riguarda la stampabilità è più complesso rispetto ad altri materiali. La temperatura di estrusione deve essere compresa tra 230 e 260°C ed è obbligatorio l’utilizzo del piano riscaldato per evitare il distacco dalla piastra (warping). Per la relizzazione di stampe di grande dimensioni è consigliabile utilizzare una lacca adesiva. Si consiglia anche di utilizzare una stampante chiusa perchè, durante la stampa, questa plastica emette particelle dannose.

Un vantaggio importante di questo polimero termoplastico è che richiede pochi interventi di post produzione quindi un sostanziale risparmio di tempo nella produzione di componenti complessi.

E adesso passiamo a vedere i materiali per le stampanti 3D un po’ più complessi

PETG (Poliestere Tereftalato con glicole)

Il PETG è un polimero che unisce il PET con del glicole per ridurre problemi di surriscaldamento ed aumentarne la durata. Si tratta di una termoplastica che unisce la semplicità di stampa del PLA con la resistenza dell’ABS.

Ne consegue quindi una stampa con elevata durezza, resistenza agli urti e alle sostanze chimiche, trasparenza e duttilità. È apprezzato per la compatibilità con gli alimenti ma anche per applicazioni impermeabili o per la realizzazione di componenti con accoppiamento a scatto.

La temperatura di estrusione deve essere compresa tra i 220 e 260°C. Come per l’ ABS è necessario utilizzare il piano riscaldato per evitare la deformazione e soprattutto si consiglia di utilizzare un foglio di BuildTak per garantire l’aderenza della stampa. Se non sai di cosa si tratta, ne abbiamo parlato in un altro articolo che puoi facilmente trovare cliccando qui. La velocità di stampa ideale è tra i 40 e 60 mm/s.

Unica nota dolente per questo materiale è la fase di post produzione perchè trattandosi di un materiale con aspetto appicicoso, risulta difficile la rimozione dei supporti.

Nylon

Il nylon, anche definito poliammide, è una plastica sintetica conosciuta per le sue proprietà meccaniche.

Caratteristiche interessanti di questo materiale sono la parziale flessibilità, resistenza agli urti, all’abrasione e al calore con proprietà meccaniche molto simili all’ ABS. È impiegato nella realizzazione di prototipi funzionali particolarmente soggetti ad usura come ingranaggi e cerniere. Essendo un materiale biocompatibile, ovvero utilizzato per produrre parti a contatto con la pelle, trova largo impiego anche nel settore medico per la produzione di dispositivi protesici.

Anche per questo materiale la temperatura di estrusione è abbastanza elevata (compresa 250 e 270°C) e richiede l’utilizzo di un piano riscaldato a causa dei problemi di adesione.

E infine tra i materiali per le stampanti 3D, c’è quello più utile in assoluto 

TPU (Poliuretano termoplastico)

Il TPU è un polimero termoplastico caratterizzato da elevata flessibilità e resistenza agli urti, all’usura, all’abrasione e ai tagli.

Ovviamente viene utilizzato per prototipi flessibili ma anche nell’industria delle calzature per la realizzazione di suole elastiche o modelli ortopedici, nell’industria automobilistica per la creazione di pneumatici e ammortizzatori, nell’ ambito sportivo per la produzione di protezioni per attrezzature per il fitness e anche nell’ambito della telefonia in cui è utilizzato per la realizzazione delle cover per cellulari.

La temperature di estrusione è compresa tra i 210 e 235°C e non è necessario utilizzare il piano riscaldato.

Il post processing non è obbligatorio anche se spesso si ricorre al trattamento di lucidatura per rimuovere i segni degli strati, per levigare e rendere più omogenea la superficie. Per miglirare la resistenza all’acqua, alla polvere o allo sporco è possibile applicare uno strato di vernice

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