Conoscere il mondo della stampa 3D ad uso hobbistico in 6 mosse!


4) Materiali per la stampa 3D FDM

Ora che abbiamo una panoramica abbastanza definita su come funzionano le stampanti 3D FDM, diamo un breve sguardo ai materiali che possono essere impiegati per la realizzazione degli oggetti. Anche in questa fase non entreremo troppo nei tecnicismi, lo scopo è quello di darvi una panoramica generale, al giorno d’oggi infatti ci sono filamenti destinati ad un uso tecnico o professionale che si prestano poco ad applicazioni di tipo hobbistico, sia per il costo del filamento che per eventuali problematiche tecniche in cui si potrebbe incorrere utilizzandoli con stampanti di bassa fascia. Il mercato dei filamenti offre due standard dimensionali: filamenti con diametro da 1,75 mm e filamenti con diametro da 3 mm. Le stampanti più diffuse in commercio funzionano con il filamento da 1,75 mm, tuttavia ne esistono anche di modelli che funzionano con il filo da 3 mm, l’aspetto importante è che una stampante nasce per funzionare con un solo diametro di filamento, nel caso in cui si voglia cambiare questa caratteristica bisognerà cambiare l’hot-end (se possibile).

4.1 – PLA (Acido Polilattico)

Il PLA il più comune dei materiali per la stampa FDM, è biodegradabile, non tossico, non produce cattivo odore in fase di stampa, ha discrete proprietà meccaniche e, fondendo a temperature relativamente basse rispetto ad altri materiali, risulta quello più idoneo ad essere utilizzato con stampanti 3D non professionali ad uso domestico/hobbistico. Esistono poi PLA “tecnici” tendenzialmente più idonei ad applicazioni professionali in cui sono richieste caratteristiche meccaniche e chimiche diverse.

Questo materiale è perfetto per la prototipazione rapida sia perché non richiede stampanti costose e complesse ma anche perché non richiede particolari accortezze nella configurazione della fase di slicing, inoltre può essere facilmente stampato anche in assenza di piatto riscaldato. Di contro, essendo biodegradabile, non si presta alla costruzione di parti durature o sottoposte a calore (si deforma già a 60°) o esposte agli agenti atmosferici.

Esistono anche PLA flessibili, ad effetto luminescente, PLA conduttivi caricati con grafite o caricati con polveri di materiali come metallo o legno per applicazioni in cui si vuole ottenere un particolare effetto estetico.

Per quanto riguarda l’uso del PLA in applicazioni artistiche, molto spesso si ha l’esigenza di eliminare le striature degli strati di materiale, in questi casi va effettuata una post produzione che consiste nell’applicazione di particolari stucchi sulla superficie che possono essere successivamente levigate al fine di ottenere un oggetto con una superficie liscia (link ad un esempio).

Il costo medio del PLA si aggira attorno ai 27 €/kg per dei buoni filamenti.

Esempio di post produzione di un oggetto in PLA – https://www.stampa3d-forum.it

4.2 – ABS – (Acrilonitrile Butadiene Stirene)


L’ABS è molto usato per realizzare parti più durevoli e più resistenti del PLA, ma i vapori sviluppati durante la stampa sono maleodoranti e nocivi. Richiede stampanti idonee a raggiungere una temperatura di fusione maggiore rispetto a quelle del PLA (uso di gole in metallo nell’hot end), dotate di piatto riscaldato e di una struttura chiusa per evitare sbalzi di temperatura ambientale. In fase di stampa richiede varie accortezze, uno dei problemi principali è quello di garantire una perfetta aderenza del pezzo sul piatto di stampa.

E’ possibile effettuare una post produzione tramite una esposizione del pezzo stampato a vapori di acetone, il quale è in grado di rendere la superficie liscia con un bell’effetto lucido.

Il costo medio si aggira attorno ai 34 €/kg.

A destra una stampa in ABS, a sinistra la sua post produzione con vapori di acetone – https://www.3dnextech.com

4.3 – PETG (Polietilene Tereftalato)

E’ un derivato del più noto PET, un materiale plastico largamente usato per la produzione di bottiglie per liquidi. E’ un materiale molto interessante perché presenta caratteristiche di stampa molto simili al PLA, quindi facile da stampare con stampanti ad uso hobbistico, unite però a caratteristiche meccaniche molto simili a quelle dell’ABS. Il costo è abbastanza elevato rispetto a PLA ed ABS e si aggira attorno ai 48 €/kg.

4.4 – Altri materiali

Senza troppo entrare nei tecnicismi, menzioniamo altri materiali che sono utilizzati nella stampa 3D FDM, come ad esempio i materiali elastici e flessibili come il TPE ed il TPU, oppure materiali molto resistenti e con caratteristiche tecniche interessanti come NYLON e PP (Polipropilene) che però sono difficili da stampare con macchine hobbistiche a causa delle elevate temperature di fusione del materiale. Tra i materiali più conosciuti c’è anche l’HIPS, che ha caratteristiche tecniche paragonabili all’ABS, mostra un buon livello di flessione prima della rottura e una facilità di stampa maggiore, seppur non paragonabile a quella del PLA. Se intendete documentarvi maggiormente sui materiali di stampa, in rete è possibile trovare tantissime informazioni e confronti riguardanti sia i materiali ad uso hobbistico che i materiali pensati ad applicazioni più tecniche.

Grazie alla tabella che segue, tratta dal sito di Simplify 3D, è possibile avere una visione più ampia sulle quelle che sono le caratteristiche principali dei materiali utilizzati per la produzione di filamento e come vanno utilizzati in fase di stampa.

Tabella confornto materiali di stampa – https://www.simplify3d.com

Indice

  1. Fabbricazione digitale con la stampa 3D

  2. Principali tecnologie di stampa 3D

  3. Stampanti 3D a filamento

  4. Materiali per la stampa 3D FDM

  5. Processo di fabbricazione con stampante 3D FDM

  6. Conclusioni: il mercato, approfondimenti, community e fonti


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