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Panoramica 3D Materiali - composizione, pro & contro

Discussione in 'Materiali di stampa' iniziata da ManuelX, 25 Gen 2015.

By ManuelX on 25 Gen 2015 alle 20:20
  1. ManuelX

    ManuelX Staff Armaiolo Staff

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    Quando ci si domanda con che materiale stampano le Stampanti 3D le risposte a tal domanda riportano le 6 lettere più gettonate, PLA e ABS indicanti i due materiali termoplastici più utilizzati.
    Questo non significa che vi siano solamente questi materiali, anzi, vi sono altresì differenze sia sui Metodi che sulle proprietà degli stessi.

    In primis è necessario specificare cosa sta a significare polimero, materiale termoplastico e a seguire caratteristiche e acronimi...

    Quando tratteremo i vari tipi di materiali si utilizzerà il termine “polimero” , che consiste in un insieme di concatenazioni semplici di molecole non legate tutte tra loro che compongono la macromolecola.

    Un polimero termoplastico corrisponde a questa macromolecola che, una volta scaldata, permette la sua modellazione; una volta raffreddata torna ad avere quasi tutte le proprietà che aveva prima del processo.
    NB: Ogni processo di modellazione, indipendentemente dal tipo di materiale, causa la perdita di determinate caratteristiche e proprietà del materiale stesso.


    Vi sono due grandi metodologie di stampa la cui differenza è pressoché intuibile già dal nome, la cui distinzione si basa sulla composizione del materiale utilizzato:
    • Metodo Granulare

    (Verrà sintetizzato e non trattato in seguito in quanto non interessa direttamente il metodo utilizzato nelle stampanti di livello base.)
    • Metodo a Fusione
    Metodo Granulare:

    SLM(selective laser melting) metodo che utilizza metalli in forma atominazzata.
    SLS(selective laser sintering) metodo di stampa che prevede l'utilizzo di polvere di un elenco importante di materiali tra cui nylon, acciaio, titanio, polistirene.
    EBM(electron beam melting) metodologia che si contraddistingue per l'utilizzo di leghe (in particolare di titanio e cromocobalto) e in seguito ad un processo sottovuoto ed a temperature molto alte realizza un prodotto avente caratteristiche migliori degli stessi materiali utilizzati per realizzarlo.
    DMLS(direct metal laser sintering) utilizza anch'esso polveri di materiali metallici e molto spesso adoperato come metodo per la realizzazione di prototipi in leghe metalliche.

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    Metodo a Fusione:

    Come anticipato prima, questo metodo,adopera polimeri e miscele di polimeri termoplastici talvolta uniti a componenti organici; Generalmente venduti in composizione filamentosa;

    PC: L'acronimo indentifica il Policarbonato, polimero termoplastico troppo spesso scambiato per il PlexiGlass, ma con fondamentali differenze tra cui la possibilità di piegarlo e lavorarlo anche a freddo senza opacizzarsi e avente una più spiccata proprietà elastica non presente nel Plexiglass.

    LAYWOOD: Rappresenta il materiale che reputo di gran lunga il più particolare;
    Per metà termo polimero e per metà composto da fibre di legno è un materiale il cui risultato estetico è più che realistico.
    Il Laywood ha caratteristiche simili al PLA, e per certi aspetti viene considerato il fratello ricco e pregiato del PLA stesso in quanto la presenza di filamenti di legno al suo interno permette di variarne la colorazione in base alla temperatura di estrusione garantendo così un'irregolarità tipica e verosimile di un pezzo di legno vero e proprio.

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    PVA: PVA indica l'Alcol Polivinilico, materiale prodotto mediante un processo di idrolisi che ne comporta anche il suo completo dissolvimento in acqua.

    PET: Polietilene tereftalato, resina termoplastica “parente” del PLA indicato per la realizzazione di componenti meccanici.
    Materiale adatto anche per la realizzazione di contenitori aventi contatto con gli alimenti, avente una capacità di stampaggio molto veloce ma diametralmente opposta la sua reperibilità e costo .

    LAYBRICK: Materiale per la stampa composto da Copoliestere(materiale lavorabile come un comune termoplastico ma con un'elasticità quasi paragonabile alla gomma) e gesso.
    Grazie alla sua composizione singolare attribuisce al componente stampato un effetto marmoreo, come se fosse un pezzo di pietra.
    Questo particolare risultato (che prima o poi proverò personalmente) non ha i costi del PLA e soci..anzi risulta un materiale costoso; inadatto alla stampa di pezzi test.

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    HIPS: Materiale composto da poliestere ed una particolare gomma, chiamata gomma SBR la quale è la gomma maggiormente utilizzata in ambito industriale nel mondo e nota per la sua importante capacità di mantenimento delle proprietà contro acidi, idrocarburi e alla temperatura che può variare dai -50 ai 100 °C
    Questo HIPS identifica il Polistirene Antiurto il quale è affine all'ABS.

    NINJAFLEX: E' detto materiale rubber-like, che in parole povere significa, simil-gomma;
    L'elasticità, la flessibilità e la resistenza all'usura lo identificano come il materiale indicato per la realizzazione di inserti in gomma, maniglie, guarnizioni, tubi flessibili e tutto ciò avente bordi smussati che con gli altri materiale sarebbe più difficile ottenere.

    NYLON: Il Nylon, sotto famiglia di Poliammidi(PA)(macromolecole complesse) rappresenta una materiale estremante resistente molto più del PLA e dell'ABS che lo rende ancora più adatto a componenti che subiscono rotazioni e movimentazioni.

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    PLA: Il PLA(acido polilattico), come detto all'inizio, si posiziona al 1° posto a pari merito con l'ABS sul numero di utilizzatori.
    E' un termopolimero creato dalla lavorazione di prodotti vegetali, tra cui patate, barbabietole da zucchero e mais.

    La sua composizione più “ecologica” gli attribuisce un odore simil pop-corn al momento dell'estrusione ma nonostante questo non è biodegradabile ma deve esser smaltito in impianti di compostaggio appositi (e non il composter di casa!); altresì, a temperature di poco inferiori ai 100° è idrosolubile.

    In stato naturale è di color trasparente, più lucido e più pesante dell'ABS ma con minor resistenza rispetto al sua acerrimo nemico; per quest'ultimo motivo viene unito con percentuali di ABS per colmare questa problematica.
    Al tempo detiene una maggior rigidezza rispetto l'ABS che ne pregiudica l'inadeguatezza a realizzare componenti ad incastro.

    La sua rigidezza però non lo salva dalla sua facile deformazione nel caso di componenti che devono rimanere esposti al sole un'intera giornata.
    Viene distrubuito sottoforma di bobine il cui spessore generalmente è di 3mm o 1,75mm e stoccato in bobine da 1KG.

    ABS: L'ABS (acrilonitrilene-butadiene-stirene) è anch'esso un termo polimero, caratterizzato da leggerezza e non eccessivamente rigido che gli garantisce il primo posto per la costruzione di componenti ad incastro; ed a riprova di questa sua caratteristica lo si può ritrovare all'interno dei pezzi colorati di una nota marca di costruzioni per bambini.

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    Essendo più flessibile e più resistente alle alte temperature occupa il lavoro del PLA dove quest'ultimo non può arrivare, indicato sopratutto per la stampa di componenti meccanici.

    Di colorazione beige allo stadio normale, il nostro componente in ABS può assumere lucentezza ed un aspetto levigato passando delicatamente sui lati con dell'acetone.
    Quest'ultimo prodotto può svolgere anche la funzione di collante tra più componenti in ABS.

    A differenza del PLA non è composto da materiale vegetale e questo causa la produzione di fusi maleodoranti e dannosi al momento dell'estrusione che lo penalizzano nell'utilizzo a casa o in luoghi non adeguatamente areati.
     
    #1
    Ultima modifica di un moderatore: 4 Feb 2015
    A cdante100, BeTmAsTeR, bizz8luca e 4 altri utenti piace questo elemento.
Adatta la tecnica all'idea, non l'idea alla tecnica.
Ex programmatore Ado.Net è stato trapiantato nel mondo CAD nella sezione prototipi;
Appassionato della modellazione 3D è ormai caduto nell'Universo della Stampa 3D con la quale sta facendo i conti ogni santo giorno alla ricerca della perfezione!

"Let's do it"

Commenti

Discussione in 'Materiali di stampa' iniziata da ManuelX, 25 Gen 2015.

    1. Atenoip
      Atenoip Livello 1
      Bell'articolo!
      Felicissimo di vedere che verranno presi in considerazione questi settori in forte espansione, qua su reboot :smiley:
    2. paololee
      paololee Livello 5
      Tutto molto interessante, non sapevo che ci fossero cosi' tanti materiali utilizzabili per la stampa 3d.…
    3. ManuelX Staff
      ManuelX OP Staff Armaiolo
      Ovviamente è un breve panoramica.. di informazioni riguardanti i materiali citati ce ne sono parecchie altre tra cui effetti in presenza di umidità e dettagli sulle temperature di estrusione e comportamento su piatto riscaldato :smile:
      In futuro magari approfondiremo i principali, provandoli sulle Nostre stampanti e riportando i risultati :wink:
      A Atenoip piace questo elemento.
    4. ManuelX Staff
      ManuelX OP Staff Armaiolo
      In ritardo come mio solito ahah .. grazie @Atenoip :wink:
    5. Atenoip
      Atenoip Livello 1
      Figuriamoci :smiley:
    6. Superman
      Superman Livello 2
      Ciao ManuelX, innanzittutto complimenti per l'articolo.
      Ti volevo fare una domanda, com'è lo stato dell'arte attuale sull'uso della cera nelle stampanti 3D autocostruite?
    7. ManuelX Staff
      ManuelX OP Staff Armaiolo
      Beh l'articolo non è nulla di che, anzi, a causa degli impegni lavorativi non riesco a dedicare al forum il tempo che merita per metterlo al passo con le continue evoluzioni in questo campo;
      Infatti spero a breve di poter almeno scrivere due righe riguardanti l'insieme dei PLA arricchiti che ora varie aziende commercializzano.

      L'utilizzo della cera insieme a mini SLS non hanno ancora interessato il campo dei reprappisti, se così vogliamo definirci;
      Se non ricordo male credo di aver visto qualche modello a cera nel campo dei gioielli e dei ciondoli o comunque di componenti di design/moda a Milano alla passata 3dPrintHub sempre e comunque a livello "industriale" e non casalingo.

      Quali sono le necessità che ti portano a questa tipologia ?
    8. Superman
      Superman Livello 2
      In effetti l'ambito principale è quello della gioielleria, comunque la realizzazioni dei modelli in cera permette la costruzione di stampi utilizzabili in tantissimi campi, dalla porcellane alla realizzazione di oggetti in metallo. :smile:
      Diciamo che nell'ottica di costruire una stampante 3d sarebbe interessante la possibilità di avere anche una "testina" per la stampa in cera.
    9. ManuelX Staff
      ManuelX OP Staff Armaiolo

      Non mi sono mai posto il problema, però così su due primi avresti bisogno di studiare un metodo "pescante" come ha fatto Wasp.
      Riguardo alla cera il problema potrebbe essere quello di mantenerla alla temperatura necessaria ad essere estrusa (quindi liquida) fino al momento del deposito sul piano... :smiley:
      un progetto del tutto che facile
    10. Superman
      Superman Livello 2
      Dipende molto dalla cera, che io sappia in genere fonde sui 60 gradi e se non surriscaldata solidifica rapidamente, non la vedo una sfida impossibile.
      Forse l'unica problematica più antipatica può essere data dalla fragilità della cera, che non è un granchè elastica a temperatura ambiente.
    11. ManuelX Staff
      ManuelX OP Staff Armaiolo
      Per un Maker e per noi di Reboot nulla è impossibile. ..o così ci piace pensarlo :smile:
      Comunque no la temperatura non è un'unica problema ma farlo rimanere a 60 70 durante il tragitto tra la "camera calda" e l'ugello
      A Superman piace questo elemento.

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