Le radiazioni dei raggi UV sono note per la loro capacità di provocare effetti fotochimici nella struttura dei polimeri, il che può essere una fortuna quando si tratta di stampanti 3D a base di resina (SLA) che utilizzano il laser UV per stampare.

Se state costruendo un modello destinato all'uso esterno e volete che sia resistente ai raggi UV e alla luce del sole, questo articolo farà luce (scusate) sui materiali più adatti a questo scopo.

Il PLA non è resistente ai raggi UV e subisce gli effetti negativi della luce solare per un lungo periodo di tempo. L'ABS ha migliori qualità di resistenza ai raggi UV, ma uno dei filamenti più resistenti ai raggi UV è l'ASA, che è un'alternativa all'ABS. Non solo è più facile da stampare rispetto all'ABS, ma è anche più durevole in generale.

Entriamo nei dettagli e analizziamo anche gli effetti dei raggi UV e della luce solare sui materiali di stampa più diffusi, come PLA, ABS e PETG.

Se siete interessati a vedere alcuni dei migliori strumenti e accessori per le vostre stampanti 3D, potete trovarli facilmente facendo clic qui (Amazon).

UV & Resistenza al sole di ogni materiale

PLA ( Acido polilattico )

Il PLA è una plastica biodegradabile ricavata da risorse rinnovabili come la canna da zucchero o l'amido di mais.

Il fatto che sia biodegradabile non significa necessariamente che non sia adatto all'esposizione al sole: potrebbe iniziare a diventare più fragile e a perdere la sua rigidità, ma per la maggior parte manterrà la sua forma principale e la sua resistenza finché non sarà utilizzato.

In pratica, si può lasciare il PLA al sole per i pezzi visivi ed estetici, ma non per, ad esempio, una maniglia o un supporto.

Il video di Makers Muse mostra gli effetti del PLA lasciato al sole per un anno, con un PLA che cambia colore ai raggi UV.

Consultate il mio articolo "Perché il filamento PLA diventa fragile e si spezza", che tratta in modo approfondito questo fenomeno.

Il PLA è più soggetto agli agenti atmosferici rispetto ad altre plastiche utilizzate per la stampa 3D, in quanto è biodegradabile. È stato rilevato che l'esposizione del PLA ai raggi UVC per 30-90 minuti può ridurre il tempo di degradazione.

Se vi state chiedendo cosa sia l'UVC, si tratta della radiazione UV più potente e viene utilizzata come germicida nei depuratori d'acqua.

Questa esposizione può anche causare una lenta distruzione dei pigmenti coloranti presenti nel materiale e creare un aspetto gessoso sulla superficie. Il PLA nella sua forma più pura è più resistente ai raggi UV.

Se il filamento di PLA acquistato contiene impurità come poli-carbonati o coloranti aggiunti, questo può portare a una degradazione più rapida se esposto ai raggi UV della luce solare. Le caratteristiche fisiche non ne risentiranno più di tanto, ma più che altro a livello di scomposizione chimica.

Per scomporre veramente il PLA, sono necessarie condizioni molto specifiche, come temperature estremamente elevate e pressione fisica. Ci sono piante specializzate che fanno questo, quindi non contate sul fatto che il sole sia in grado di fare qualcosa di simile. Tenere il PLA in una compostiera con calore e pressione elevati richiede diversi mesi per scomporlo.

Si consiglia di evitare l'uso di PLA di colore scuro perché attirano il calore e diventano molli. Ancora più sorprendente è il fatto che, poiché il PLA è fatto di prodotti organici, si sa che alcuni animali cercano di mangiare gli oggetti in PLA, quindi è bene tenerlo a mente!

Anche se è il materiale di stampa 3D più popolare ed economico, spesso si consiglia di utilizzare la plastica PLA in ambienti chiusi o solo per un uso leggero all'aperto.

ABS ( Acrilonitrile Butadiene Stirene )

La plastica ABS presenta molti vantaggi rispetto al PLA per quanto riguarda l'uso all'esterno. Il motivo principale è dovuto al fatto che si tratta di una plastica non biodegradabile rispetto al PLA.

L'ABS può resistere più a lungo alla luce del sole, poiché è molto più resistente alle temperature rispetto al PLA. Grazie alla sua rigidità e alla buona resistenza alla trazione, è una buona opzione per l'uso esterno a breve termine.

L'esposizione prolungata al sole può avere effetti degradanti. L'ABS nella sua forma più pura non assorbe l'energia dei raggi UV per creare radicali liberi.

L'esposizione prolungata ai raggi UV e alla luce del sole può accelerare il processo di invecchiamento dell'ABS. Inoltre, l'esposizione prolungata dell'ABS alla luce del sole può causare la deformazione del modello a causa delle variazioni di temperatura.

La degradazione di questo materiale può essere osservata con sintomi simili a quelli del PLA. L'ABS, dopo una lunga esposizione, può perdere il suo colore e diventare pallido. Sulla sua superficie compare una sostanza gessosa bianca, che spesso può precipitare a causa della forza meccanica.

La plastica inizia lentamente a perdere rigidità e resistenza e diventa fragile. Tuttavia, l'ABS può essere utilizzato all'aperto per un periodo molto più lungo rispetto al PLA. L'ABS mantiene molto meglio la sua integrità strutturale, ma è noto che si scolorisce più rapidamente.

Poiché gli effetti negativi sono dovuti principalmente al calore, l'ABS resiste molto meglio alla luce del sole e ai raggi UV grazie alla sua resistenza alle alte temperature.

Il modo abituale per proteggere dai raggi UV i materiali stampati in 3D per esterni è quello di applicare una lacca all'esterno. Per risolvere questo problema è possibile acquistare facilmente delle vernici di protezione dai raggi UV.

La vernice resistente ai raggi UV che utilizzerei è la Krylon Clear Coatings Aerosol (11 once) di Amazon. Non solo si asciuga in pochi minuti, ma è resistente all'umidità e ha un rivestimento permanente non ingiallente. Molto conveniente e utile!

L'ABS viene utilizzato per applicazioni esterne, come le tavole lunghe esposte alla luce del sole per lunghi periodi di tempo.

PETG

Tra i tre materiali comunemente utilizzati per la stampa 3D, il PETG è quello più resistente in caso di esposizione prolungata ai raggi UV. Il PETG è una versione modificata con glicole del normale PET (polietilene tereftalato).

La mancanza di additivi e pigmenti colorati nel PETG naturale fa sì che sia più disponibile in forma pura sul mercato per la resistenza ai raggi UV.

Come discusso nelle sezioni precedenti, le forme più pure di qualsiasi plastica risentono meno dei raggi UV.

Si tratta di un materiale meno rigido e più flessibile rispetto alla plastica ABS, la cui flessibilità gli consente di espandersi e contrarsi in base alle condizioni di temperatura in caso di esposizione prolungata all'esterno.

La finitura liscia del PETG lo aiuta a riflettere la maggior parte delle radiazioni che cadono sulla superficie e il suo aspetto trasparente non trattiene l'energia termica delle radiazioni.

Queste proprietà gli conferiscono una maggiore resistenza ai raggi UV rispetto al PLA e all'ABS. Anche se è più resistente ai raggi UV e alla luce del sole, è più soggetto all'usura quando viene utilizzato all'aperto a causa della sua superficie morbida.

Molte forme di PETG sono utilizzate appositamente per l'uso esterno, quindi, a seconda del produttore, possono essere un'ottima scelta per voi.

Se state cercando un ottimo PETG bianco da utilizzare per gli esterni, scegliete Overture PETG Filament 1KG 1.75mm (White), un produttore di filamenti affidabile e di alta qualità, che ha anche una sorprendente superficie di costruzione di 200 x 200mm!

Qual è il materiale più resistente alla luce del sole?

Anche se abbiamo scoperto che il PETG è più resistente all'esposizione ai raggi UV, non è la soluzione definitiva per l'esterno a causa di altri aspetti negativi di cui soffre.

Sarebbe molto bello poter disporre di un materiale di stampa che sia resistente ai raggi UV e che possieda le proprietà dell'ABS, come la resistenza e la rigidità. Non lasciatevi deludere, perché esiste.

ASA (acrilico-stirene-acrilonitrile)

Si tratta di una plastica che offre il meglio di entrambe le caratteristiche: resistenza e durata ai raggi UV.

È la plastica stampabile in 3D più conosciuta per le condizioni climatiche difficili. L'ASA è stato sviluppato come alternativa alla plastica ABS. Anche se è un materiale difficile da stampare e costoso, ha molti vantaggi.

Oltre a essere resistente ai raggi UV, è anche resistente all'usura, alle temperature e agli urti.

Grazie a queste proprietà, alcune applicazioni comuni della plastica ASA sono le custodie elettroniche esterne, le parti esterne dei veicoli e la segnaletica esterna.

Si potrebbe pensare che l'ASA abbia un prezzo molto alto, ma in realtà il prezzo non è poi così male.

Questo filamento è esplicitamente resistente ai raggi UV e agli agenti atmosferici, quindi per qualsiasi progetto da realizzare all'aperto è il filamento ideale.

È possibile acquistare filamenti appositamente progettati per l'uso all'aperto e non sensibili ai raggi UV o agli sbalzi di temperatura. Consultate la sezione Filamento per uso esterno di Maker Shop 3D per trovare un'ampia gamma di colori e materiali.

Quale materiale utilizzare per i ricambi auto?

Se si stampano o si prototipano materiali per l'interno dell'automobile, è meglio attenersi al buon vecchio ABS, in quanto è economico e non soggetto agli agenti atmosferici.

Quando si utilizzano materiali stampati in 3D per realizzare piccole parti esterne dell'automobile, la scelta migliore è quella di attenersi all'ASA sopra menzionato, che è più resistente ai raggi UV e alla luce del sole.

Se avete un'idea di prototipo leggero e resistente per le automobili, la scelta migliore è quella di utilizzare materiali compositi in fibra di carbonio, come l'ABS infuso con fibra di carbonio.

La fibra di carbonio è utilizzata nella maggior parte delle automobili ad alte prestazioni per le sue parti aerodinamiche e per la carrozzeria. Viene persino utilizzata per costruire telai estremamente leggeri e resistenti per le supercar di aziende come McLaren e Alfa Romeo.

Se amate le stampe 3D di alta qualità, vi piacerà il kit di strumenti per stampanti 3D AMX3d Pro Grade di Amazon, un set di strumenti per la stampa 3D che offre tutto il necessario per rimuovere, pulire e rifinire le vostre stampe 3D.

Vi dà la possibilità di:

• Pulisci facilmente le tue stampe 3D - Kit da 25 pezzi con 13 lame di coltello e 3 manici, pinzette lunghe, pinze ad ago e colla stick.
• Rimuovete semplicemente le stampe 3D - smettete di danneggiare le vostre stampe 3D utilizzando uno dei 3 strumenti di rimozione specializzati.
• Rifinitura perfetta delle stampe 3D: la combinazione di 3 pezzi e 6 utensili per la raschiatura di precisione, la raccolta e la lama del coltello consente di entrare nelle piccole fessure per ottenere un'ottima finitura.
• Diventate professionisti della stampa 3D!