Il settore della stampa 3D continua a progredire con grande dinamicità verso la disponibilità di materiali stampa 3D con prestazioni sempre più elevate per applicazioni professionali, guidato dai produttori leader di stampanti 3D, tra cui si colloca Stratasys, marchio storico per le soluzioni di stampa 3D per la prototipazione e la produzione.

Materiali stampa 3D per l’industria

L’impiego della tecnologia additiva in settori come l’industria aerospaziale e l’automobilismo sportivo, aumenta la richiesta di materiali per stampa 3D dotati di caratteristiche meccaniche, fisiche e chimiche elevate, in grado di comportarsi come i materiali reali normalmente utilizzati in produzione.

Per rispondere a queste esigenze Stratasys ha di recente arricchito ulteriormente il catalogo dei materiali stampa 3D impiegabili sui propri sistemi FDM con il nuovo Antero 800NA, una termoplastica basata su PEKK, dotato di caratteristiche tali da renderlo un materiale alternativo all’alluminio e all’acciaio, più leggero, per alcune applicazioni. Infatti, questo nuovo materiale di stampa 3D possiede eccellenti proprietà meccaniche che includono alta resistenza, elevata resistenza al calore, tenacità e resistenza all’usura; inoltre è caratterizzato da resistenza chimica e bassissimo degassamento che garantiscono l’idoneità per le applicazioni aerospaziali e per la costruzione di parti di veicoli ad alte prestazioni che richiedono materiali stampa 3D ad alte prestazioni.

Tali caratteristiche rendono Antero 800NA idoneo alla fabbricazione additiva di componenti esposti a idrocarburi, come carburanti e lubrificanti, nonché molti acidi, e ne consentono l’utilizzo in applicazioni fuori cabina o nei vani motore. Al momento questo materiale è disponibile solo per la stampante 3D da produzione Stratasys Fortus 450mc.

Nylon FDM con fibra di carbonio

La gamma di materiali stampa 3D ad alte prestazioni disponibili sui sistemi 3D per produzione Stratasys è stata di recente arricchita con il Nylon 12CF (carbon fiber), il materiale di stampa 3D caricato a carbonio dotato di eccellenti caratteristiche strutturali, costituito da una miscela di Nylon 12 e fibra di carbonio, caricato al 35% del peso. Il Nylon 12CF è di uno dei più forti materiali termoplastici FDM attualmente disponibili, adatto a costruire con una stampante 3D utensili per applicazioni di produzione come formatura o terminali di bracci robotizzati, resistenti e leggeri, consentendo la sostituzione dei tradizionali utensili metallici.

Un materiale additivo specifico per la lavorazione dei compositi

Tra i materiali stampa 3D avanzati, uno risulta particolarmente interessante per le aziende che lavorano fibre composite è il termoplastico ST-130 per la costruzione di mandrini solubili. Si tratta di un materiale FDM che, in realtà, Stratasys ha introdotto sui propri sistemi di produzione 3D qualche anno fa ma, forse, è ancora poco conosciuto dai più. ST-130 è stato progettato e testato specificamente per gli utensili sacrificali, anche complessi, impiegati nella lavorazione dei materiali compositi;, che possono realizzati con la fabbricazione additiva 3D e facilmente dissolti dopo la polimerizzazione, eliminando la necessità di processi secondari come la costruzione di stampi con la conseguente riduzione dei tempi di sviluppo e produzione di strutture composite. Questo materiale FDM, in grado di sopportare il calore e la pressione della polimerizzazione in autoclave, viene stampato in 3D con un riempimento alveolare permeabile e si dissolve rapidamente, favorendo così la realizzazione di parti cave in composito senza alcun limite di forma, con una struttura interna alleggerita e un minor consumo di materiale.

Materiali stampa 3D a colori

Una delle necessità delle aziende produttrici a cui rispondono le stampanti 3D è ridurre al minimo il time-to-market e al tempo stesso orientare lo sviluppo e la produzione in base alle aspettative dei clienti. Questa esigenza è molto sentita dalle aziende che producono beni di consumo, occhiali, accessori moda, ma non solo, e richiede la costruzione rapida di prototipi del tutto simili ai prodotti finali. Grazie a materiali stampa 3D evoluti che permettono di costruire modelli estremamente realistici, equipe mediche in tutto il mondo sono in grado di studiare casi clinici complessi e di pianificare meglio gli interventi chirurgici, riducendo il più possibile i rischi per i pazienti. Alcuni sistemi di stampa 3D professionali sono in grado di simulare sia prodotti che organi e tessuti umani con un realismo incredibile.

Qualche anno fa Stratasys ha letteralmente rivoluzionato il mondo della stampa 3D a colori introducendo sul mercato la prima stampante 3D full-color e multimateriale, la J750, un sistema di produzione 3D basato sulla tecnologia PolyJet in grado di produrre prototipi con una gamma di colori senza precedenti e texture superficiali fedeli che in molti casi rendono difficile distinguere il prototipo stampato in 3D dal prodotto reale. Stratasys ha di recente arricchito ulteriormente la gamma di materiali disponibili con i nuovi Vivid Colors, fotopolimeri progettati per stampare in 3D prototipi che sembrano, funzionano e si comportano come i prodotti finiti, scegliendo tra oltre 500.000 combinazioni di colori.

Questi colori dai toni brillanti sono disponibili anche per la nuova stampante 3D J735 e sulla serie Connex3, sempre di Stratasys.

Materiali stampa 3D in metallo

Alla fine del 2017 la start-up americana Desktop Metal ha presentato una stampante 3D per metallo che utilizza la tecnologia BMD, rivoluzionando così, di fatto, il settore della stampa 3D di parti in metallo: la Studio System. Questa stampante 3D è caratterizzata da un sistema di alimentazione innovativo per quanto riguarda la fabbricazione additiva in metallo che usa materiali stampa 3D in barre solide invece di polveri metalliche. I metalli utilizzati da Desktop Metal sulla sua stampante 3D sono del tutto simili a quelli impiegati nel Metal Injection Moulding (MIM) ma forniti in barre solide di polvere di metallo legata con un polimero, condizione che riporta i requisiti di sicurezza al livello di una qualunque stampante 3D con tecnologia FDM. Infatti, a differenza dei sistemi di stampa 3D metallo attualmente in commercio, la Studio System non impiega laser e nemmeno polveri metalliche, bensì fonde ed estrude le barre di materiali metallici che alimentano la stampante e che si trovano all’interno di cartucce intercambiabili.

Tra i materiali stampa 3D Desktop Metal attualmente disponibili per la Studio System ci sono vari tipi di acciaio:

·         17-4PH, acciaio inossidabile per la resistenza meccanica e alla corrosione

·         AISI 4140, acciaio a medio tenore di carbonio basso legato per alta resistenza e durezza

·         316, L acciaio inossidabile per la resistenza alla corrosione e all’alta temperatura

·         H13, acciaio per utensili per durezza e resistenza all’abrasione alle alte temperature.

L’azienda ha annunciato che sta sviluppando oltre 30 nuovi materiali stampa 3D, tra standard e superleghe, cui alluminio, rame, bronzo, titanio.

Innovativa è anche la stampa 3D dei supporti della Studio System che utilizza Separable Supports™, un sistema in attesa di brevetto, che permette di separare la parte metallica dal supporto manualmente e senza difficoltà. Infatti, tra la struttura di supporto e la parte in metallo la stampante stende uno strato di interfaccia che impedisce ai due elementi di saldarsi tra loro, evitando la necessità di una post lavorazione a macchina o l’elettroerosione a filo per rimuovere la parte finale.

Maggiori informazioni sono disponibili sul sito www.energygroup.it.