Tipi di filamenti per stampanti 3D

La stampa 3D è un processo di produzione additiva che genera parti tridimensionali a partire da un progetto di prodotto digitale. Il processo aggiunge strati di materiale per creare un oggetto. Il filamento è un materiale termoplastico utilizzato per stampare oggetti 3D con le stampanti 3D FDM (Fused Deposition Modeling) e FFF (Fused Filament Fabrication). È disponibile in vari colori e materiali, tra cui PLA, ABS, PETG e molti altri. Il filamento viene generalmente avvolto su una bobina e poi caricato nell'estrusore di una stampante 3D.

L'acido polilattico (PLA) è una termoplastica biodegradabile derivata da risorse rinnovabili. Queste includono materiali come l'amido di mais, le radici di tapioca o la canna da zucchero. Il filamento di PLA è una scelta popolare tra gli appassionati di stampa 3D per la sua facilità d'uso e per il fatto che è biodegradabile e non richiede un letto riscaldato. Il materiale è disponibile in una varietà di colori che vengono spesso utilizzati per prototipi, modelli e parti di produzione su piccola scala.

Caratteristiche del PLA:

• Poco costoso
• Varietà di colori
• Non produce fumi
• Meno incline alla deformazione
• Biodegradabile
• Caratteristiche meccaniche mediocri

L'acrilonitrile butadiene stirene (ABS) è uno dei materiali più comuni utilizzati nella stampa 3D. L'ABS è tipicamente utilizzato per le parti che richiedono maggiore resistenza e durata rispetto al PLA. Il filamento ABS è noto per la sua facilità d'uso e la sua convenienza.

Caratteristiche dell'ABS:

• Economico
• Forte
• Resistente
• Stabilità chimica
• Stabilità termica
• Fumi tossici prodotti
• Incline alla deformazione

La fibra di carbonio nasce dalla combinazione di fibre di carbonio e plastica. È un materiale leggero spesso utilizzato nella stampa 3D per produrre parti con resistenza e durata superiori. Il filamento in fibra di carbonio è in genere più costoso di altri filamenti, ma offre una serie di vantaggi in termini di resistenza e prestazioni. Viene spesso utilizzato nella produzione di parti aerospaziali e automobilistiche. Il filamento in fibra di carbonio può essere utilizzato con un'ampia gamma di stampanti 3D, tra cui FDM (Fused Deposition Modeling), SLA (Stereolitografia) e SLS (Selective Laser Sintering).

Caratteristiche della fibra di carbonio:

• Leggero
• Alta resistenza
• Resistenza alle alte temperature
• Bassa espansione termica
• Bassa conducibilità elettrica
• Resistenza chimica
• Costoso
• Difficile da stampare
• Fumi tossici
• Scarsa finitura della superficie stampata

Prints at High Temperature

Il filamento di nylon si ottiene dalla poliammide, un polimero sintetico forte, leggero e flessibile. Viene spesso utilizzato per creare parti che richiedono forza e durata, come ingranaggi, staffe e altre parti meccaniche. Il nylon è anche resistente all'usura e può essere utilizzato per creare oggetti che richiedono resistenza al calore, alle sostanze chimiche e all'umidità. Viene anche utilizzato per creare oggetti con una finitura liscia e lucida.

Caratteristiche del nylon:

• Forte
• Resistente agli agenti chimici
• Flessibile
• Resistente al calore
• Incline alla deformazione
• Degradazione da raggi ultravioletti
• Stampa ad alta temperatura

Il filamento flessibile è progettato per ottenere un grado di flessibilità ed elasticità superiore rispetto ai filamenti tradizionali. Il filamento Flex è realizzato con diversi materiali, tra cui TPU (poliuretano termoplastico) e TPE (elastomero termoplastico). È più comunemente utilizzato per la stampa di prototipi, giocattoli o parti come guarnizioni in gomma. I filamenti Flex sono realizzati in poliuretano termoplastico (TPU) e possono essere disponibili in una varietà di colori, dimensioni e durezza.

Caratteristiche dei filamenti flessibili:

• Durevole
• Flessibile
• Facile da stampare
• Resistenza chimica
• Resistenza al calore
• Bassa resistenza
• Incline al ritiro

Il polistirene ad alto impatto (HIPS) è un polimero termoplastico che rappresenta un'alternativa più economica al filamento ABS. Viene spesso utilizzato come supporto per i materiali. Viene utilizzato per prototipi, imballaggi, parti industriali e apparecchiature mediche. L'HIPS è un materiale forte e durevole, facile da stampare e con un basso tasso di ritiro, che lo rende ideale per l'uso in una varietà di applicazioni. Viene spesso utilizzato come materiale di supporto per le stampe in ABS o PLA.

Caratteristiche dell'HIPS:

• Forte
• Forza d'impatto
• Durevole
• Stabilità al calore
• Buone proprietà meccaniche
• Stampa a temperature più elevate
• Emette stirene durante la stampa
• Incline alla deformazione
• Richiede una stampante a doppio estrusore

L'alcool polivinilico (PVA) è un filamento solubile in acqua utilizzato nelle stampanti 3D a doppio estrusore per creare stampe 3D complesse e dettagliate. Il PVA è noto per la sua eccellente adesione ad altri materiali, che lo rende perfetto per realizzare stampe complesse e altamente dettagliate. Viene comunemente utilizzato come materiale di supporto per creare strutture intricate o a tenuta stagna.

Caratteristiche del PVA:

• Adesione al letto
• Si scioglie in acqua
• Biodegradabile in composti non tossici
• Richiede una stampante a doppio estrusore
• Finestra di temperatura di stampa limitata (185°C - 200°C)

Il PETG è una versione modificata del polietilene tereftalato (PET), una termoplastica spesso utilizzata per imballaggi alimentari, bottiglie d'acqua, parti meccaniche e altri oggetti che richiedono durata e resistenza. Ciò è dovuto alla sua forte resistenza chimica e alla sua durata. È un materiale di stampa 3D affidabile, con una buona adesione degli strati. È facile da stampare ed è un materiale molto diffuso.

Caratteristiche del PETG:

• Flessibilità
• Chimicamente stabile
• Resistenza agli urti
• Ottimo per prodotti trasparenti
• Costoso
• Difficile da rifinire

Il TPE è un materiale simile alla gomma in grado di creare oggetti con proprietà elastiche. È noto per la sua flessibilità, durata e forte resistenza all'usura. Il filamento di TPE è una scelta popolare per le applicazioni che richiedono parti morbide e flessibili con un'eccellente resistenza agli urti.

Caratteristiche del TPE:

• Flessibile
• Resistenza
• Durevolezza
• Resistenza chimica
• Facile da stampare
• Meno costoso
• Resistente all'abrasione
• Rispettoso dell'ambiente
• Scarsa adesione

Il policarbonato (PC) è noto per la sua resistenza e durata superiore rispetto ad altri filamenti di stampa 3D. Il filamento PC è spesso utilizzato per parti di automobili, dispositivi di protezione e componenti industriali. È anche utilizzato per stampare oggetti che richiedono alti livelli di resistenza al calore, come utensili da cucina e strumenti medici.

Caratteristiche del PC:

• Forte
• Flessibile
• Stabilità al calore
• Qualità ottiche
• Incline all'abrasione
• Stampa ad alta temperatura

Altri filamenti da considerare sono:

TPU - Il poliuretano termoplastico (TPU) è progettato per offrire maggiore flessibilità e durata rispetto ad altri materiali per la stampa 3D. Il filamento TPU è caratterizzato da una bassa abrasività, che riduce l'usura dei componenti della stampante 3D.
PP - Il polipropilene (PP) è un polimero termoplastico leggero e flessibile, noto per la sua resistenza, durata e convenienza. Il PP presenta un'eccellente resistenza chimica, è atossico ed è uno dei materiali plastici più comuni utilizzati per i prodotti di uso quotidiano. Viene utilizzato per creare oggetti come involucri, parti mediche, giocattoli, dispositivi e parti meccaniche e può essere utilizzato anche per applicazioni sicure per gli alimenti.
PEEK - Il polietere etere chetone (PEEK) è una termoplastica eccezionalmente resistente al calore e forte. Crea parti robuste e durevoli con un'eccellente resistenza chimica che può sopportare temperature fino a 270°C. Il filamento Peek è adatto a una varietà di applicazioni aerospaziali, automobilistiche e mediche.
PEI - Il polieterimmide (PEI) è un filamento con una buona resistenza al calore, alla forza e alla durata, che lo rende ideale per la stampa di parti che devono resistere alle alte temperature, come i componenti dei motori o le parti che richiedono una struttura forte e rigida. La sua resistenza e la sua durata sono molto apprezzate per le applicazioni mediche e aerospaziali. I fogli di PEI sono utilizzati sui letti delle stampanti 3D per la facilità di rimozione: si tratta di una superficie di costruzione quasi priva di manutenzione per la maggior parte dei tipi di filamento sui letti delle stampanti riscaldati e non riscaldati.