A cosa ci si riferisce quando si parla di materiale resistente per la stampa 3D FDM?
La resistenza dei materiali per la stampa 3D può essere definita in diversi modi. Alcuni di essi includono durezza, resistenza agli urti, resistenza alla compressione, resistenza alla flessione e così via. In questo articolo ci concentreremo sulla resistenza alla trazione e la resistenza alla flessione ovvero quanto rispettivamente un materiale può essere allungato e piegato prima di rompersi. Verrà utilizzato il MegaPascal (MPa) come unità di misura della pressione che ciascun materiale può sopportare. Più alti sono questi numeri, più “resistente” è il materiale quando sottoposto a quelle particolari sollecitazioni.
Il materiale più resistente per la stampa 3D Se si considerano i suoi moduli di trazione e di flessione il Nylon può essere considerato il materiale più resistente per la stampa 3D. Il nylon è resistente e durevole, oltre che flessibile. Questa caratteristica è vantaggiosa quando si stampano pezzi con pareti sottili.
Inoltre, il nylon ha un alto punto di fusione con un bassissimo coefficiente di attrito, che ne consente l’utilizzo nella stampa di elementi funzionali ad incastro come gli ingranaggi. Il nylon per la stampa 3D si trova comunemente in diverse forme: PA6 e PA6/66, che sono versioni più rigide del nylon, e PA12, che è un nylon più flessibile.
Una delle principali criticità del nylon come materiale di stampa 3D è che è igroscopico, ovvero che assorbe l’umidità. Questo comporta la necessità di stoccare il materiale in ambienti asciutti o di essiccarlo in forni appositi prima di ogni riutilizzo.
Proprietà del filamento di nylon
Resistenza alla trazione: 63-65 MPa
Resistenza alla flessione: 63-83 MPa
Materiali resistenti e non solo
E se per le tue applicazioni avessi bisogno di un materiale resistente ma con anche altre caratteristiche? In commercio esistono moltissimi materiali per la stampa 3D che abbinano a una buona resistenza anche altre caratteristiche di cui potresti avere bisogno come resistenza al calore, agli agenti chimici o resistenza agli impatti
Filamento PLA e TOUGH PLA
Il PLA, o acido polilattico, è un materiale di stampa 3D FDM molto versatile e popolare. La sua popolarità deriva dal fatto che è semplice da stampare, facilmente disponibile a prezzi bassi ed è disponibile in una varietà di colori. Per questo motivo, è probabilmente il primo materiale con cui la maggior parte delle persone inizia a stampare.
Il PLA non viene solitamente scelto per le sue proprietà di resistenza, poiché il materiale è fragile; proprio per questo è stato sviluppato il Tough PLA che abbina il prezzo contenuto del PLA, la facilità di stampa e ne aumenta la resistenza.
Il TOUGH PLA non è fragile come il PLA normale, mostra una maggiore resistenza alla trazione rispetto all’ABS, è più facile da stampare rispetto all’ABS ed è compatibile con il materiale di supporto solubile in acqua PVA.
Proprietà del filamento PLA
Resistenza alla trazione: 53-59 MPa Resistenza alla
flessione: 97-101 MPa
Proprietà del filamento Tough PLA
Resistenza alla trazione: 45-48 MPa
Resistenza alla flessione: 83-96 MPa
Filamento di PETG
Il PETG, o polietilene tereftalato glicole, è un poliestere termoplastico che è stato modificato chimicamente con l’aggiunta di glicole per limitare la cristallizzazione e migliorare la tenacità e resistenza. L’aggiunta di glicole migliora il PET, la durabilità e la formabilità per la produzione. Ha un forte impatto e resistenza all’abrasione e può sostenere temperature più elevate rispetto al PLA.
A causa delle sue eccellenti proprietà e del prezzo relativamente basso, il PETG è comunemente usato nella stampa 3D. È un buon materiale di qualità ingegneristica che può essere utilizzato al posto dell’ABS. Ha anche una minore tendenza a deformarsi, il che significa che è più facile stampare parti precise.
Proprietà del filamento di PETG
Resistenza alla trazione: 38-44 MPa
Resistenza alla flessione: 75-79 MPa
Trucchi per stampare in 3D oggetti più resistenti
Come abbiamo visto se hai necessità di stampare in 3D un oggetto resistente il primo passo da fare è quello di scegliere il materiale più adatto alla tua applicazione ma esistono anche altri trucchi da usare prima della fase di stampa per rendere il tuo pezzo stampato in 3D veramente resistente e durevole.
Orientamento delle parti: l’orientamento delle parti è fondamentale. La resistenza alla trazione è più debole lungo l’asse Z nella stampa 3D (in genere il 40-70% della forza rispetto all’asse XY), specialmente nelle parti alte e sottili. Di conseguenza, è necessario orientare attentamente la parte in modo che corrisponda all’asse di forza richiesto.
Spessore della superficie esterna: lo spessore della superficie esterna della parte è indicato come spessore del guscio (shell). In generale, più spesso è il guscio, più forte è la parte. Sulla base di ciò, puoi decidere lo spessore del guscio di cui hai bisogno per la tua parte. Uno spessore della superficie esterna che è il doppio dello spessore del layer è solitamente un buon punto di partenza.
Orientamento delle parti: l’orientamento delle parti è fondamentale. La resistenza alla trazione è più debole lungo l’asse Z nella stampa 3D (in genere il 40-70% della forza rispetto all’asse XY), specialmente nelle parti alte e sottili. Di conseguenza, è necessario orientare
attentamente la parte in modo che corrisponda all’asse di forza richiesto.
Spessore della superficie esterna: lo spessore della superficie esterna della parte è indicato come spessore del guscio (shell). In generale, più spesso è il guscio, più forte è la parte. Sulla base di ciò, puoi decidere lo spessore del guscio di cui hai bisogno per la tua parte. Uno spessore della superficie esterna che è il doppio dello spessore del layer è solitamente un buon punto di partenza.
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