Quando si parla di materiali per la stampa 3D, una caratteristica comune è la ricerca di filamenti resistenti al calore, quindi ho deciso di mettere insieme un elenco dei migliori in circolazione.

Alcuni dei migliori filamenti resistenti al calore sono piuttosto costosi, ma ci sono opzioni economiche che si possono scegliere per ottenere comunque ottimi risultati.

1. ABS

L'ABS (Acrilonitrile Butadiene Stirene) è un polimero termoplastico molto diffuso nel settore della stampa 3D. È un materiale forte e duttile con un'elevata resistenza al calore e ai danni.

Ha una temperatura di stampa fino a 240°C, una temperatura del letto di 90-100°C e una temperatura di transizione vetrosa di circa 105°C.

La temperatura di transizione vetrosa è la temperatura alla quale un polimero o un materiale passa da un materiale rigido e resistente a un materiale morbido ma non completamente fuso. In genere si misura in base alla rigidità del materiale.

Ciò significa che è possibile utilizzare il filamento ABS per applicazioni che raggiungono quasi i 100°C e ottenere comunque un modello abbastanza intatto. È preferibile evitare di stampare un ABS a queste temperature più elevate se serve a uno scopo funzionale che sia portante.

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Ad esempio, se si dispone di una sorta di staffa o supporto che sostiene qualcosa, ma che si avvicina alla temperatura di transizione del vetro, è probabile che il pezzo si guasti molto rapidamente e non regga.

L'ABS è un ottimo materiale per i prodotti che devono essere resistenti, ma anche per le applicazioni in cui è presente un elevato calore. Una stampa 3D per un veicolo è un buon esempio in cui il clima è molto caldo.

Quando c'è il sole, le temperature possono diventare molto elevate, soprattutto quando il sole batte direttamente sul pezzo. Il PLA non durerebbe molto a lungo in quelle condizioni, perché ha una transizione vetrosa intorno ai 60-65°C.

Tenere presente che l'ABS è igroscopico, quindi tende ad assorbire l'umidità dall'ambiente circostante. Conservare il filamento in un luogo asciutto e fresco è la misura consigliata.

L'ABS può essere piuttosto difficile da stampare in 3D poiché subisce un fenomeno chiamato warping, ovvero quando la plastica si raffredda rapidamente e si restringe al punto da causare una superficie curva agli angoli delle stampe.

Si può controllare con le giuste misure, come l'uso di un involucro e l'applicazione di un buon adesivo per il letto di stampa 3D per far aderire il pezzo in posizione.

L'ABS è in realtà sensibile alla luce diretta del sole e ai raggi UV, per cui si può anche decidere di optare per la versione più protetta, chiamata ASA, che offre una maggiore protezione dai raggi UV ed è una scelta migliore per l'uso all'aperto.

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2. Nylon (poliammide)

Il nylon è una poliammide (un gruppo di materie plastiche) che è una termoplastica forte e resistente agli urti. Con un'incredibile quantità di forza, elevata resistenza chimica e durata, è un materiale versatile per la stampa 3D.

Ciò che rende il nylon un filamento interessante per la stampa 3D è la sua robustezza e flessibilità, che lo rende resistente e infrangibile, e l'elevata adesione tra gli strati.

Se si desidera produrre oggetti con un'intensa adesione e tenacità degli strati, il filamento di nylon è un buon acquisto.

Tuttavia, il nylon è anche estremamente sensibile all'umidità, quindi è necessario adottare misure di asciugatura prima della stampa e anche durante lo stoccaggio.

Questo tipo di filamento richiede tipicamente una temperatura di estrusione fino a 250°C. Ha una temperatura di transizione vetrosa di 52°C e una temperatura del letto di 70-90°C.

Il filamento di nylon è di colore bianco brillante con una finitura traslucida. Possiede inoltre una proprietà igroscopica, ovvero è in grado di assorbire i liquidi e l'umidità dell'aria. Ciò consente di aggiungere colore alle parti stampate con i coloranti.

È importante notare che l'assorbimento di umidità influisce sul processo di stampa e sulla qualità delle stampe.

Il filamento di nylon ha una durata breve e può essere difficile da immagazzinare. Può restringersi durante il raffreddamento, quindi potrebbe essere necessario scendere a compromessi sull'intricatezza delle stampe. Il nylon è anche incline a deformarsi, rendendo problematica l'adesione al letto. È necessario prestare attenzione a questi aspetti durante la stampa.

Tutte queste proprietà del nylon lo rendono una scelta appropriata per la realizzazione di parti funzionali robuste, cerniere viventi, apparecchiature mediche, protesi, ecc. Il filamento di nylon ha un prezzo compreso tra 18 e 130 dollari/kg ed è disponibile in una varietà di formati.

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3. Polipropilene

Il polipropilene è una termoplastica semicristallina, ampiamente utilizzata nel settore industriale, con un'elevata resistenza chimica e agli urti, un eccellente isolamento elettrico, leggerezza e resistenza alla fatica.

Grazie a una miscela unica di caratteristiche, è una scelta esemplare per diversi settori, dalle applicazioni industriali all'abbigliamento sportivo agli elettrodomestici.

Il polipropilene è comunemente utilizzato per produrre utensili, attrezzi da cucina, attrezzature mediche e parti funzionali. È un filamento lavabile in lavastoviglie, adatto al microonde grazie all'elevata resistenza al calore e adatto al contatto con gli alimenti.

Il polipropilene richiede una temperatura dell'estrusore di 230-260°C, una temperatura del letto di 80-100°C e ha una temperatura di transizione vetrosa di circa 260°C.

La durevolezza e la resistenza rendono il polipropilene un materiale adatto alla stampa 3D, anche se a volte può risultare difficile: la struttura semicristallina di questo materiale fa sì che le stampe si deformino al momento del raffreddamento.

Il problema può essere risolto utilizzando un involucro riscaldato, ma si tratta comunque di un filamento di stampa 3D difficile da utilizzare.

C'è anche il problema della scarsa adesione al letto, di cui bisogna tenere conto durante la stampa.

Sebbene abbia una buona resistenza, nel complesso è un filamento a bassa resistenza che funziona meglio per le stampe che si affaticano nel tempo, come cerniere, guinzagli o cinghie.

Una cosa che molti apprezzano di questo filamento, una volta impostate le impostazioni, è la finitura superficiale liscia che si può ottenere.

È disponibile a un prezzo compreso tra 60 e 120 dollari/kg.

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4. Policarbonato

Il policarbonato è un materiale termoplastico molto diffuso e noto per la sua forza e durata. Ha un'elevata resistenza al calore e agli urti, è chiaro dal punto di vista ottico, è leggero e robusto e rappresenta un'ottima scelta per un'ampia varietà di applicazioni.

Il policarbonato richiede una temperatura dell'estrusore di 260-310°C, una temperatura di transizione vetrosa di 150°C e una temperatura del letto di 80-120°C.

Il policarbonato ha una proprietà igroscopica, ovvero assorbe l'umidità dall'aria, con conseguenze negative sul processo di stampa, sulla qualità delle stampe e sulla resistenza. È molto importante conservare il materiale in contenitori ermetici e privi di umidità.

A causa della sua elevata resistenza al calore, la stampa 3D con questo filamento richiede temperature elevate. Pertanto, è ottimale utilizzare una macchina che abbia una camera chiusa e che possa operare in modo efficiente con temperature elevate del letto e dell'estrusore.

Per garantire una corretta adesione dello strato, le ventole di raffreddamento devono essere spente.

Occorre tenere presente che il filamento di policarbonato è soggetto a deformazioni e trasudazioni durante la stampa. Per evitare che ciò accada, si dovrebbe provare ad aumentare la distanza e la velocità di retrazione.

Anche la personalizzazione delle impostazioni del primo strato può aiutare a prevenire la deformazione.

Le applicazioni più comuni del policarbonato includono parti ad alta resistenza, stampe resistenti al calore e custodie per l'elettronica. Il suo prezzo varia da 40 a 75 dollari/kg.

Un ottimo filamento di policarbonato è il Polymaker PC-Max di Amazon, più duro e resistente del normale policarbonato.

5. PEEK

Il PEEK è l'acronimo di Polyether Ether Ketone, una termoplastica semicristallina dalle proprietà eccezionali, considerata uno dei polimeri più performanti attualmente sul mercato della stampa 3D.

Grazie alle sue eccezionali proprietà meccaniche, termiche e chimiche, il PEEK rappresenta una scelta ottimale di materiale per i progetti.

Per stampare con il filamento PEEK, è necessaria una stampante 3D in grado di riscaldare fino a 360-400°C. Il filamento PEEK ha una temperatura di transizione vetrosa di 143°C e una temperatura del letto di 120-145°C.

Grazie alla sua resistenza alle alte temperature, all'eccellente forza meccanica e alla resistenza chimica, il PEEK è rigido, forte e durevole. Lavorare con questo materiale è complicato e spesso richiede esperienza, conoscenza e un sistema adeguato.

Il PEEK è la scelta ideale per la produzione di componenti ingegneristici come pompe, cuscinetti, valvole per compressori, ecc. È inoltre ampiamente utilizzato nel settore medico e sanitario e nell'industria automobilistica e aerospaziale.

Esistono molte stampanti 3D specializzate, progettate per gestire il PEEK, e di solito dispongono di una camera riscaldata chiusa in una fascia di prezzo abbastanza costosa.

Appartiene alla categoria dei filamenti ad alte prestazioni, che presentano una straordinaria resistenza alla trazione, al calore e all'acqua, e biocompatibilità. Tuttavia, questo significa anche che si tratta di filamenti di fascia alta, con un prezzo che varia da 400 a 700 dollari/kg.

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