Che materiale utilizza una stampante 3D? Plastica, metallo e altro ancora

Sebbene il campo della stampa 3D presenti molte complessità, la teoria alla base della tecnologia è elegantemente semplice. Invece di rimuovere materiale da qualcosa di più grande per modellarlo – un metodo che gli esseri umani usano per creare cose da millenni – la stampa 3D aggiunge materiale a un substrato di produzione, dandole il termine più tecnico produzione additiva.

È una rivoluzione silenziosa e ora le innovazioni materiali stanno portando il campo a livelli inimmaginabili.

Come tecnologia, la stampa 3D ha ancora molti problemi da risolvere prima che possa diventare veramente mainstream. E anche in questo caso, la qualità dipenderà solo dai materiali. Molti ancora identificano la stampa 3D con i polimeri, un’idea lasciata dall’aumento di interesse dei consumatori negli anni 2010.

In realtà, la storia, le applicazioni e i materiali utilizzati sono di portata molto più ampia. E man mano che altri materiali prendono piede nella produzione additiva, produrre oggetti diventerà più economico, più veloce, più sicuro e più sostenibile.

La plastica polimerica è ancora il materiale stampato in 3D più diffuso, ma se pensi che sia utile solo per pezzi degli scacchi fantasy o graziosi modelli da scrivania, potresti rimanere sorpreso da quanto siano versatili.

I polimeri per la stampa 3D sono disponibili in filamenti o resine. Come suggerisce il nome, i filamenti si presentano in lunghe stringhe che vengono riscaldate mentre passano attraverso l'estrusore di stampa e modellate mentre vengono adagiate sullo strato precedente.

La resina viene utilizzata nella stereolitografia (SLA) o nell'elaborazione digitale della luce (DLP), dove il materiale proviene da un serbatoio di resina liquida ed esposto alla luce mentre viene estruso, la luce lo polimerizza in uno strato solido mentre viene adagiato su quello precedente .

Quindi qual è il migliore? I filamenti generalmente si adattano a pezzi più grandi che devono essere più resistenti, mentre le resine si adattano a pezzi più piccoli che necessitano di meno post-elaborazione.

Ma a parte le peculiarità dei materiali inerenti al processo di produzione stesso, i criteri utilizzati nella produzione tradizionale possono essere ampiamente applicati. Il materiale sarà abbastanza resistente in un giunto critico? Una superficie portante assorbirà la massa del resto dell'oggetto? Sarà sufficientemente flessibile per l'applicazione?

Il materiale di stampa 3D più diffuso, l’acido polilattico (PLA), è una plastica biodegradabile prodotta da fonti rinnovabili come l’amido di mais. Il PLA ha molti vantaggi, come un basso punto di fusione, ideale per l'uso leggero e di consumo. È anche resistente, non si espande tanto quanto altri materiali quando riscaldato e ha una buona adesione ad altri materiali.

È un materiale di produzione così versatile che potresti non renderti conto che il PLA è presente in tutta la casa e sul posto di lavoro in posate usa e getta, elettrodomestici e componenti elettronici, plastica "scroccabile" come imballaggi per alimenti, lenze da pesca, pannolini, prodotti per l'igiene femminile e altro ancora.

L'acrilonitrile butadiene stirene (ABS) è adatto per applicazioni che richiedono resistenza e flessibilità, come i mattoncini Lego. È durevole, economico, leggero e si estrude facilmente attraverso una testina di stampa 3D.

Poiché è tanto resistente e rigido quanto economico, l'ABS ha una resistenza agli urti e un assorbimento degli urti migliori rispetto a molti polimeri, il che lo rende ottimo per prodotti come caschi da bicicletta e teste di mazze da golf.

Può anche essere stampato a iniezione, quindi si adatta a forme leggermente più stravaganti: pensa a strumenti musicali con strutture interne complesse, come clarinetti o oboi; Barre per paraurti per automobili; e binocolo.

Come suggerisce il nome, questa plastica è correlata al polietilene tereftalato delle bottiglie di acqua e soda ma modificato con glicole, da qui l'aggiunta "G." Ha elevata resistenza e flessibilità e, rispetto al PLA più ampiamente utilizzato, ha una buona resistenza alla temperatura.

Il PETG è ideale per le applicazioni che devono essere robuste e lisce e non soggette a restringimento eccessivo. Ha ottime proprietà adesive, ma poiché è "più appiccicoso" della maggior parte dei polimeri, la formazione di grumi sull'ugello dell'estrusore può causare più problemi rispetto ad altri polimeri.

E poiché può essere sterilizzato, è considerata la plastica perfetta per l'imballaggio degli alimenti.