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Guida alla stampa 3D delle poliammidi
Cosa si nasconde nel nome? Per quanto riguarda la poliammide, molto. I numeri, le lettere, le tecnologie: tutti influiscono sulle caratteristiche del pezzo finale, rendendo cruciale la scelta dell'opzione giusta per il vostro progetto. E trattandosi di una famiglia con molti membri, la decisione può essere complessa.
Per fortuna, questa guida è qui per aiutarvi. Ci addentreremo un po' di più in ciascuna tipologia, esplorandone i punti di forza e le applicazioni ideali, e spiegheremo le principali differenze tra le tecnologie che potete scegliere: Multi Jet Fusion (MJF), fused deposition modeling (FDM), e sinterizzazione laser selettiva (SLS).
In questa guida:
Tecnologie
Materiali:
Quale tecnologia di stampa 3D scegliere?
Una delle prime cose che si notano quando si sceglie un materiale, è che la poliammide è disponibile per diverse tecnologie di produzione, comprese quelle tradizionali. La scelta dipende dalle esigenze del progetto. Sebbene diverse tecnologie sulla carta portino a risultati con poche differenze generiche, è importante sapere che il processo selezionato ha un impatto sulle prestazioni del pezzo e che non esistono due tecnologie che diano lo stesso risultato.
MJF è nota per la produzione di componenti ad alte prestazioni e per tempi di consegna brevi. Le componenti tendono ad avere una densità maggiore rispetto a quelle realizzati con SLS, grazie ad uno spessore inferiore dei singoli strati, il che significa che probabilmente le proprietà meccaniche saranno migliori.
È una scelta ottimale per i componenti che richiedono i seguenti attributi:
- Tenuta alle perdite
- Conducibilità termica o elettrica
- Bassa anisotropia
Se i pezzi stampati in MJF hanno spesso un leggero vantaggio in termini di prestazioni meccaniche, la tecnologia SLS offre risultati migliori sotto l'aspetto visivo. La varietà di opzioni di finitura e post-lavorazione con prestazioni meccaniche e precisione di esecuzione elevata rende la tecnologia SLS altrettanto adatta alla maggior parte dei prototipi e dei pezzi di uso finale.
In generale, è una buona scelta se il progetto richiede quanto segue:
- Superfici lisce, verniciate o esteticamente gradevoli
- Geometrie complesse
- Tolleranze precise
A differenza di MJF e SLS, che sono entrambe tecnologie a letto di polvere, FDM deposita un filamento di materiale fuso, strato per strato, su una piattaforma di costruzione. Dato questo diverso approccio, è comprensibile che i pezzi realizzati in FDM presentino differenze più evidenti rispetto agli altri. Con Materialise avrete accesso al PA 12 caricato con carbonio (PA-CF), ideale per componenti incredibilmente resistenti e leggeri, con eccellenti proprietà meccaniche.
I pezzi appena stampati tendono ad avere una superficie più ruvida rispetto a MJF e SLS, quindi, se l'estetica è importante, dovrete selezionare una delle molteplici opzioni di post-lavorazione a vostra disposizione. Naturalmente, offriamo anche altri materiali termoplastici che offrono vantaggi diversi, ma in questo articolo ci limiteremo alle poliammidi.
Nel complesso, è probabile che FDM sia la soluzione migliore quando i seguenti requisiti sono più importanti di qualsiasi altra cosa:
- Resistenza e durata
- Rigidità
- Resistenza alle sollecitazioni
Come si sceglie un materiale per la stampa 3D?
In tutta onestà, dipende dalle priorità; le opzioni sono dipendenti dalla tecnologia scelta e viceversa. È quindi essenziale avere una profonda comprensione di ciò che il vostro pezzo finale richiede, sia in termini di caratteristiche che di certificazioni. Idealmente, si tratta di informazioni da condividere nel modo più dettagliato possibile quando ci si rivolge per la prima volta al partner di stampa 3D.
Per schematizzare le opzioni disponibili, abbiamo suddiviso le poliammidi in tre gruppi, iniziando da requisiti particolari o più severi, prima di passare ai materiali tradizionali e conosciuti.
Poliammidi ignifughe
Se il ritardo di fiamma è una caratteristica obbligatoria per il vostro pezzo, la scelta è semplice: PA-FR. Questa poliammide contiene una sostanza chimica ritardante di fiamma ed è conforme alla norma CS/FAR 25.853. Chi lavora nel settore aerospaziale e aeronautico potrebbe essere interessato a sapere che è disponibile anche in qualità certificata Airbus in conformità alla norma AIPI 03-07-22.
È ideale per la stampa di parti resistenti alla fiamma con eccellenti proprietà meccaniche e dispone di un'ampia gamma di opzioni di finitura per i progetti in cui l'estetica è importante.
Poliammidi caricate
Quando si ha bisogno di componenti resistenti e durevoli, è difficile scegliere altro; poche possono essere paragonate alla PA 12 caricata con carbonio. Questa termoplastica solida, rigida e leggera è rinforzata con fibra di carbonio, che le conferisce la massima resistenza alla flessione e il più alto rapporto rigidità-peso tra i materiali per FDM, rendendola due volte più resistente della normale poliammide.
Queste caratteristiche la rendono ideale per applicazioni come utensili, prototipi funzionali e parti di macchine sottoposte a sollecitazioni regolari.
Fondendo la poliammide con l'alluminio, PA-AF produce pezzi con le chiare caratteristiche di ciascun materiale: forti, rigidi e resistenti al calore fino a 130°C, con un aspetto metallico che li rende ideali per modelli, utensili e attrezzature.
Con caratteristiche a metà strada tra la PA 12 tradizionale e la PA-AF, questa poliammide caricata con vetro offre un'elevata durata, rigidità e resistenza termica fino a 110°C. È ideale per prototipi funzionali e parti rigide per l'uso finale, in particolare quelle utilizzate in ambienti difficili dove la resistenza alla temperatura e all'usura sono fondamentali.
Poliammidi tradizionali
Quando si tratta di dare un nome ai materiali, in particolare alle poliammidi tradizionali PA 11 e PA 12, può essere utile cominciare dal significato dei numeri. la nomenclatura si riferisce al numero di atomi di carbonio nell'unità monomerica. Questa caratteristica, insieme alle dimensioni delle particelle o degli strati, agli additivi, come antiossidanti e coadiuvanti di scorrimento, influenza le caratteristiche di ciascuna variante.
Forse il materiale di stampa 3D più comunemente utilizzato, il PA 12 è noto per la sua stabilità, resistenza chimica e meccanica. Sebbene le sue proprietà meccaniche siano leggermente inferiori a quelle del PA 12 per MJF, questa combinazione di materiale e tecnologia offrirà migliori proprietà superficiali e una maggiore scelta di opzioni di finitura.
Proprio come la sua controparte prodotta in MJF, è un'opzione ideale per prototipi funzionali, parti finali e beni di consumo.
Se le prestazioni meccaniche sono più importanti dell'estetica, la combinazione di PA 12 e MJF è probabilmente la scelta migliore, con una qualità superficiale comunque di rilievo. La bassa porosità, le proprietà meccaniche quasi isotrope e le superfici dettagliate fanno di questo materiale a tutto tondo uno dei preferiti.
Con una densità superiore a quella della poliammide sinterizzata al laser, questo materiale robusto e molto diffuso, è ideale per geometrie di precisione e funziona altrettanto bene per prototipi funzionali come per pezzi di uso finale.
Per progetti in cui l'aspetto, la velocità e il prezzo sono requisiti essenziali, non si può sbagliare con PA 12S. La combinazione vincente di elevate caratteristiche estetiche, eccellente precisione dimensionale, ampie prestazioni meccaniche e bassi requisiti di post-lavorazione ,rende questa poliammide un'alternativa versatile per un'ampia gamma di progetti.
È la scelta ideale per iterazioni rapide durante la prototipazione o per la produzione di piccole serie.
Questo materiale è in qualche modo unico tra le poliammidi, in quanto offre l'elevata forza e resistenza alle sollecitazioni della PA 12 con una rigidità inferiore ed un allungamento superiore. considerando anche l'impressionante qualità delle superfici e dei dettagli, PA11 risulta essere un'opzione ideale sia per la produzione in serie che per i prototipi funzionali.
Da quando abbiamo aggiunto la PA 11 alla nostra offerta si è dimostrata particolarmente apprezzata in settori quali medtech, aerospaziale, e automotive.
Un aiuto è sempre a portata di mano
Conoscere le diverse poliammidi è un ottimo inizio per individuare quella giusta per il vostro progetto. Naturalmente ogni progetto è diverso e non esiste una soluzione unica per tutti. Se la priorità è il costo, le prestazioni meccaniche, l'estetica o una combinazione di tutti questi aspetti, saranno i requisiti del vostro progetto a definire la tecnologia e il materiale più adatti a voi. È fondamentale affrontare ogni progetto con mentalità aperta ed affiarvi ad un partner che possa darvi consigli onesti e imparziali. Un partner che desideri il vostro successo e che produciate i migliori risultati possibili.
In Materialise siamo orgogliosi di essere questo partner. Siamo un'azienda "agnostica" dal punto di vista tecnologico, il che significa che non abbiamo preferenze per una soluzione piuttosto che per un'altra. Da oltre 30 anni abbiamo acquisito una profonda conoscenza di ogni opzione disponibile e siamo entusiasti di condividerla con i nostri clienti.
Quindi, se volete parlarci del vostro progetto o saperne di più su come scegliere, non esitate a contattarci. Siamo sempre felici di aiutarvi.
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