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Confronto dei materiali per la stampa 3D con i materiali termoplastici

Confronto dei materiali termoplastici stampati a iniezione con i materiali ‘simil termoplastico’ usati nella stereolitografia

Quando si confrontano le proprietà dei materiali termoplastici utilizzabili negli stampi a iniezione rispetto ai materiali 'simil termoplastico' usati nella tecnologia di stampa 3D industriale come la stereolitografia (SLA) entrano in gioco molti fattori.ri.

La SLA utilizza un materiale liquido termoindurente, anziché un materiale termoplastico, che viene polimerizzato a raggi UV per formare i pezzi finali. A causa di questa importante differenza nel metodo di fabbricazione, le proprietà del materiale come la resistenza alla trazione, l'inflessione per calore e il modulo elastico flessionale possono differire dalle alternative più tradizionali utilizzate nella SLA. La stereolitografia conferisce inoltre proprietà anisotrope per le quali i valori degli assi X, Y e Z possono differire a seconda dell'orientamento del pezzo, considerazione unica ai processi di stampa 3D.

In Proto Labs, per la SLA viene offerta una scelta completa di materiali con caratteristiche simili ai materiali termoplastici, ma la cosa più sorprendente è la versatilità e la gamma di applicazioni potenziali per i pezzi ottenuti con questo processo. Di seguito forniamo una descrizione di ciascun materiale e delle sue proprietà, e un confronto tra materiali (e con le plastiche stampate) per aiutarvi a decidere quello da utilizzare per ottenere i risultati migliori con la SLA.

Materiale di tipo policarbonato

Accura 5530 è un materiale trasparente, tollerante alla temperatura e resistente all'acqua. È anche resistente ai liquidi utilizzati nel settore automotive, caratteristica che lo rende adatto alle applicazioni che prevedono interventi nel vano motore ed elettriche. Occorre però ricordare che sono necessari trattamenti secondari per ottenere la trasparenza, sebbene il pezzo finale continuerà a presentare una leggera tonalità ambra.

Somos NanoTool presenta un rinforzo ceramico aggiuntivo che ne aumenta la rigidità e ne diminuisce la fragilità rispetto ad altri materiali per la SLA. Unitamente alla rigidità, Nanotool vanta la più elevata resistenza alla temperatura rispetto alla maggior parte dei materiali utilizzati nella SLA. Viene impiegato regolarmente nelle applicazioni aerospaziali e automotive che richiedono spesso maggiore resistenza e resistenze a temperature più elevate.

Tabella 1: Confronto tra un materiale simil-PC e un vero PC stampato a iniezione su sei categorie di proprietà dei materiali. Osservare come la inflessione per calore nei pezzi simil-PC sia molto inferiore o abbia una gamma più ampia rispetto al PC stampato a causa delle proprietà anisotrope descritte in precedenza. *L'inflessione per calore è stata misurata a 66 psi. Nota: per ottenere dettagli completi consultare sempre la scheda dati del materiale in questione.
Materiali simil-ABS

Accura Black 7820 vanta una elevata resistenza e una buona stabilità dimensionale, anche in condizioni di umidità elevata. Il materiale è nero e viene comunemente usato nei pezzi automotive, negli imballaggi di beni di consumo, negli alloggiamenti elettrici e nei giocattoli per la sua resistenza agli urti e la facilità di applicazione della finitura secondaria che conferisce un aspetto pari a quello del prodotto finito.

Somos Watershed XC 11122 è un materiale simil-ABS solido, durevole e resistente all'acqua. È virtualmente incolore e ha l'aspetto di una plastica industriale trasparente. L'elevata chiarezza di Watershed rende questo materiale la scelta ideale per la prototipazione di lenti, modelli a visualizzazione di flusso e pezzi per sistemi microfluidici. Occorre però ricordare che sono necessari trattamenti secondari per ottenere la completa trasparenza del materiale. Watershed conserva inoltre una tonalità azzurra molto chiara al termine della lavorazione.

 

Tabella 2: Confronto tra quattro materiali simil-ABS ed equivalenti-ABS termoplastici stampati su sei categorie di proprietà dei materiali.
Materiali simil-polipropilene

Accura Xtreme White 200 è comparabile sia al polipropilene (PP) sia all'ABS in quanto offre resistenza e durevolezza, prestandosi bene alle applicazioni che richiedono la presenza di elementi a scatto. Xtreme White 200 vanta la minore inflessione per calore di tutti i materiali offerti da Proto Labs per la SLA.

Accura Xtreme offre un materiale simil-PP che vanta buona tenacità e durevolezza nelle applicazioni che richiedono la presenza di elementi a scatto. Il materiale ha colore grigio e viene utilizzato negli assemblaggi o in applicazioni complesse.

Tabella 3: Confronto tra due materiali simil-PP e PP stampato su sei categorie di proprietà dei materiali. Si osservi come le proprietà siano sostanzialmente analoghe.

Note finali

 A differenza dei materiali termoplastici, l'esposizione a lungo termine alla luce UV e all'umidità modificherà l'aspetto e le proprietà meccaniche dei materiali per SLA se questi non vengono protetti da placcatura o verniciatura. Con il passare del tempo, in alcuni pezzi si può osservare distorsione, ingiallimento e fragilità. In molti casi, i pezzi ottenuti mediante SLA non sono intesi per essere usati a lungo ma comprendere i vantaggi a breve termine dell'utilizzo di pezzi di alta qualità cosmetica e funzionali durante le prime fasi della prototipazione può esservi di grande aiuto nella loro scelta.


Ricordate di lavorare in stretta collaborazione con esperti della stampa 3D per garantire che l'orientamento, l'anisotropismo e le proprietà dei materiali del pezzo siano ottimizzate. La regolazione della direzione in cui il pezzo viene realizzato può spesso migliorare le proprietà del materiale e la chiarezza del pezzo.


Immergetevi più a fondo nella stereolitografia in protolabs.it. Per domande sulla stampa 3D o su qualsiasi dei nostri servizi, vi invitiamo a contattare i nostri tecnici del Servizio clienti all'indirizzo customerservice@protolabs.it oppure al numero +39 0321 381211.

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