Filamenti per la stampa 3D

Sono molti i materiali che possiamo dare in pasto alle nostre stampanti. I produttori di filamenti più all’avanguardia investono molto nella ricerca e sviluppo di nuovi materiali con caratteristiche meccaniche, fisiche o chimiche innovative ma al contempo che possano essere estrusi senza grandi difficoltà.
Questo articolo vuole fornire informazioni su alcuni dei polimeri base disponibili sul mercato, evidenziandone le caratteristiche principali e possibili applicazioni.

PLA

Il polimero più conosciuto che sicuramente non ha bisogno di presentazione, è il PLA o Acido Polilattico. Un polimero di origine naturale, prodotto a partire dall’amido, biodegradabile e facile da stampare.
Una caratteristica assolutamente da conoscere del PLA è la tendenza ad assorbire l’umidità, in parole povere l’igroscopia. Per questo motivo bisogna conservare molto bene il filamento non ancora utilizzato e si sconsiglia l’uso per oggetti che verranno esposti ad acqua o ambienti umidi.

E’ possibile trovare diverse tipologie di PLA modificati con additivi che conferiscono finiture superficiali più accattivanti (WOOD, SILK) o che lo rendono più resistente meccanicamente e/o termicamente (PLA+) ma senza discostarsi troppo dalle tipiche caratteristiche del PLA.

Questo polimero è adatto per moltissime stampe come prototipi, gadget o oggetti di design grazie soprattutto alla sua facilità di stampa e al basso costo.

ABS

Un’altra pietra miliare della stampa 3D è certamente l’ABS o Acrilonitrile-Butadiene-Stirene.
Questo copolimero di base petrolifera è più resistente rispetto il PLA, sia meccanicamente che termicamente.
Grazie alla presenza di tre diversi polimeri, l’ABS gode di un’ottima resistenza agli urti, elevata resistenza termica e meccanica, molto leggero e durevole nel tempo.
Nonostante sia un materiale che possa dare problemi in fase di stampa, l’ABS è sensibile ai vapori dell’acetone, grazie al quale è possibile ottenere finiture lisce e lucide.

Quando si stampa ABS sarebbe opportuno attrezzarsi di box e sistema di filtraggio dell’aria per evitare lo shock termico in fase di stampa previene la formazione di errori (come il distaccamento dal piatto dovuto al ritiro termico) ma soprattutto perché lo stirene è cancerogeno e non dovrebbe essere assolutamente inalato!
Nonostante questo l’ABS è un ottimo materiale per applicazioni in cui si richiede alta resistenza ad urti, sollecitazioni meccaniche, alte e basse temperature, isolamento elettrico.

PET-G

Un altro tra i materiali più conosciuti è il PET-G ovvero il Polietilene Tereftalato con aggiunta di Glicole.
Un co-poliestere molto comune nella vita di tutti i giorni, basti pensare infatti alle bottiglie di plastica o ai vestiti e le coperte.
Il PETG si trova a metà strada tra il PLA e l’ABS: la resistenza dell’ABS unita alla semplicità di stampa del PLA. Inoltre, non è tossico ed adatto al contatto con cibo e bevande, essendo chimicamente inerte.
Il PETG è un polimero resistente agli urti, con elevata resistenza meccanica ed eccellente flessibilità, elevatissima resistenza chimica adatto al contatto con cibo o sostanze chimiche.
Temperatura di stampa dai 230°C e piatto tra i 60°C e i 70°C, bassa velocità di stampa e ventola spenta.
Ottima adesione tra i layer che lo rende molto facile da stampare.

TPU

Per completare con i materiali più conosciuti e utilizzati non ci rimane che parlare del TPU o Poliuretano Termoplastico.
Un materiale elastico dotato di grande flessibilità e resistenza meccanica, notevole resistenza all’abrasione e alle alte temperature, resistendo molto bene al taglio e agli urti.
Un importante caratteristica è la resistenza chimica, infatti è inerte a olii, grassi e numerosi solventi. Inutile dire che ha anche un elevata resistenza all’umidità e agli agenti atmosferici.
Si stampa intorno ai 230°C, con il piatto riscaldato. Con una bassa velocità di stampa si dovrebbe stampare senza troppi intoppi (Consigliato estrusore direct!).
Il poliuretano è solitamente utilizzato come materiale di rivestimento sia per la sua morbidezza sia per l’ottima adesione con altri materiali come ABS, PC, metalli e vernici.
Questo materiale è reperibile in diversi gradi di durezza, misurata in Shore, i più comuni sono di tipo A e D.

NYLON

Insieme ai materiali precedenti, il nylon è stato uno dei primi materiali disponibili da stampare in 3D.
A causa della maggiore difficoltà di stampa e del costo più elevato, questo materiale è meno popolare rispetto ai precedenti ma le sue proprietà meccaniche sono eccellenti. Il nylon si presta bene a per tutte quelle applicazioni soggette a trazione, compressione o torsione. Ha un basso coefficiente di attrito e tende ad auto lubrificarsi.

Questo materiale è fortemente igroscopico, andrebbe essiccato adeguatamente prima di ogni stampa intorno ai 70°C per almeno 6 ore e successivamente conservato in un contenitore ermetico.
Può essere stampato a temperatura superiore a 240°C su piatto microforato o applicando colla stick ad almeno 80°C. Bassa velocità di stampa (20 – 30 mm/s), brim e camera riscaldata sono d’obbligo.

La difficoltà di stampa è ampiamente ricompensata con elevatissime proprietà meccaniche, resistenza ad agenti chimici e agli urti e eccellente stabilità dimensionale.

Per questo articolo tutto. Continueremo  a parlare di materiali più ricercati nel prossimo articolo!
Sei cuoriso di conoscere un materiale in particolare? Scrivilo nei commenti!

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