Le stampanti 3D consumer non sono più limitate ai filamenti ABS e PLA. La popolarità della tecnologia di produzione additiva ha portato all'afflusso di molti tecnopolimeri. Sebbene ABS e PLA rimangano popolari, molti appassionati di stampa 3D sono passati a materiali più recenti.
Quindi, ecco tutto ciò che devi sapere sui diversi filamenti di stampa 3D e su come sceglierne uno per le tue esigenze specifiche.
Come scegliere un filamento per stampa 3D
La stampa 3D è diversa dalla maggior parte degli hobby comuni. Coinvolge sofisticati robot che creano oggetti complicati utilizzando materiali esotici. Come tutte le attività di ingegneria avanzata, la stampa 3D si basa sulla capacità degli utenti di leggere e seguire le schede tecniche. Sapere come dare un senso a questi documenti è la chiave per sapere quale filamento di stampa 3D utilizzare per applicazioni specifiche.
Non è necessario preoccuparsi di questo se le tue esigenze di stampa 3D sono limitate alle stampe cosmetiche perché il PLA è tutto ciò di cui avrai bisogno. La stampa di parti funzionali, tuttavia, richiede la comprensione di vari parametri del filamento, come resistenza alla trazione, tenacità/flessibilità, resistenza al calore, durata, scorrimento e deformazione.
Quindi, quali sono i migliori filamenti per la stampa 3D e quando dovresti usarli uno sopra l'altro?
1. PLA (acido polilattico)
L'acido polilattico sta alla stampa 3D come le ruote da allenamento stanno alle biciclette. È incredibilmente facile stampare anche con le stampanti 3D più economiche. Con temperature di stampa a partire da 180°C, non è necessario un hot end interamente in metallo per stampare questo filamento in sicurezza. Il PLA non richiede nemmeno un letto riscaldato, purché la temperatura ambiente sia mantenuta al di sopra dei 20°C.
Il materiale praticamente non si deforma e può fare un ponte estremamente bene se si fornisce un adeguato raffreddamento delle parti. Non sei sicuro di cosa significhino tutti questi termini? Dai un'occhiata al nostro Guida all'aggiornamento Ender-3 per saperne di più sugli hot end interamente in metallo e sulla sicurezza della stampante 3D.
La conclusione: è incredibilmente difficile rovinare una stampa PLA. Ciò consente ai principianti di apprendere gradualmente i molti aspetti complicati della stampa 3D senza colpire il muro di mattoni dei ripetuti errori di stampa. Come principiante, attenersi al PLA rende facile comprendere i fondamenti dell'adesione del letto, della calibrazione del primo strato, delle sporgenze e del ponte. Il PLA è il modo ottimale per testare i limiti della stampa 3D senza dover indovinare la calibrazione della stampante e le impostazioni dell'affettatrice.
Proprietà del filamento PLA
- Stampabilità: Eccellente
- Selezione colore: Eccellente
- Resistenza al calore: Povero
- Resistenza alla trazione: Eccellente
- Tenacità: Povero
- Resistenza ai raggi UV: Eccellente
- Resistenza all'umidità: Eccellente
- Resistenza allo scorrimento: Povero
Quando dovresti usare il filamento di stampa 3D PLA?
Il PLA è ottimo per le stampe 3D cosmetiche ma non tanto per nient'altro. Nonostante la sua elevata resistenza alla trazione, manca di tenacità perché il materiale è troppo duro da flettere. Ciò lo rende fragile e suscettibile alla fessurazione nelle applicazioni che richiedono resistenza agli urti e alla flessione. La sua stampabilità a basse temperature si traduce anche in una scarsa resistenza al calore. Le stampe PLA si deformano se esposte alla luce solare diretta o alle condizioni dell'auto a causa della bassa temperatura di transizione vetrosa del materiale di 57°C.
La tendenza del PLA a strisciare o deformarsi permanentemente sotto carico a temperatura ambiente, lo rende impraticabile per qualsiasi stampa funzionale che utilizzi elementi di fissaggio o serva a qualsiasi scopo portante. Di conseguenza, la maggior parte degli appassionati di stampa 3D passa ad altri materiali dopo aver padroneggiato le impostazioni dell'affettatrice e la messa a punto della stampante 3D con PLA.
2. PETG (polietilentereftalato glicole)
Il PETG dovrebbe idealmente essere la tua seconda sfida con il filamento una volta che hai imparato il PLA. È abbastanza simile alla plastica che si trova nelle bottiglie d'acqua e nei contenitori per alimenti, fatta eccezione per l'aggiunta di glicole per migliorare la stampabilità. Il PETG è migliore del PLA nei parametri più importanti. È leggermente più duro, significativamente più resistente al calore, mostra un'eccellente resistenza allo scorrimento ed è quindi adatto per la stampa 3D funzionale.
Tuttavia, è anche leggermente più difficile da stampare. Non è del tutto una brutta cosa. Sebbene sia praticamente impossibile per una stampante ben calibrata rovinare le stampe PLA, ottenere il PETG corretto richiede una migliore comprensione del software di slicing e della calibrazione del primo strato. Ciò rende il filamento un modo sicuro per apprendere questi concetti, che sono vitali per padroneggiare altri filamenti di stampa 3D tecnicamente impegnativi.
Il PETG è anche abbastanza igroscopico, quindi è necessario asciugarlo prima della stampa se si vive in una zona umida. Le stampe stesse non sono soggette ad assorbimento di umidità, ma un filamento bagnato causerà problemi di estrusione e qualità di stampa. Il materiale può legarsi permanentemente alla maggior parte Superfici di stampa 3D se il primo strato viene stampato troppo vicino alla superficie di costruzione.
La natura appiccicosa e viscosa del filamento fuso lo rende anche una scelta sbagliata per fare ponti e sporgenze ripide. Tuttavia, ciò si traduce anche nella migliore adesione dello strato nonostante la bassa temperatura di stampa.
Proprietà del filamento PETG
- Stampabilità: Bene
- Selezione colore: Bene
- Resistenza al calore: Media
- Resistenza alla trazione: Bene
- Tenacità: Bene
- Resistenza ai raggi UV: Eccellente
- Resistenza all'umidità: Povero
- Resistenza allo scorrimento: Bene
Quando dovresti usare il filamento per stampa 3D PETG?
Il PETG è il perfetto compromesso tra il PLA e i filamenti ABS di gran lunga superiori. Sebbene manchi della maggiore resistenza alla temperatura dell'ABS, è comunque abbastanza buono per le stampe da utilizzare all'aperto o all'interno di auto. È anche considerevolmente più resistente del PLA ed è ideale per le applicazioni in cui si desidera la resistenza agli urti. La resistenza allo scorrimento del PETG lo rende ideale anche per stampe funzionali e componenti di stampanti 3D.
3. TPE/TPU/TPC (elastomero termoplastico/poliuretano/copoliestere)
Il TPE comprende una serie di materie plastiche con proprietà simili alla gomma. Tali filamenti vengono utilizzati in applicazioni in cui si desidera flessibilità. I filamenti flessibili regolari commercializzati come TPE sono disponibili in varie durezze Shore, che è una misura della flessibilità. In effetti, il TPE incorpora un'ampia categoria di filamenti, incluso il TPU a base di uretano, che è leggermente più rigido per migliorare la stampabilità. Il TPC è una variante a base di copoliestere con una migliore resistenza al calore, ai raggi UV e agli agenti chimici.
La stampa con TPE e le sue varianti è impegnativa a causa della flessibilità intrinseca del filamento. Questi filamenti sono particolarmente difficili da stampare con gli estrusori Bowden poiché la mancanza di rigidità rende difficile spingere il filamento attraverso l'ugello. Perciò, estrusori a trasmissione diretta, con un breve percorso del filamento tra gli ingranaggi dell'estrusore e l'ugello, sono consigliati per una stampa affidabile.
La tendenza del filamento a comprimersi e allungarsi rende inaffidabili anche le retrazioni. Ciò porta a un'eccessiva incordatura nelle stampe, che richiede esperienza per mitigare. Si consiglia inoltre di stampare questi filamenti flessibili su un letto non riscaldato, preferibilmente con un agente distaccante, come una colla stick o una lacca per capelli. In caso contrario, spesso le stampe si legano permanentemente alla superficie di costruzione.
Proprietà del filamento TPE
- Stampabilità: Media
- Selezione colore: Media
- Resistenza al calore: Media
- Resistenza alla trazione: Media
- Tenacità: Eccellente
- Resistenza ai raggi UV: Bene
- Resistenza all'umidità: Povero
- Resistenza allo scorrimento: Bene
Quando dovresti usare il filamento per stampa 3D TPE/TPU/TPC?
Questi filamenti flessibili sono eccellenti nelle applicazioni in cui la resistenza agli urti, la piegabilità, l'usura e la presa sono più desiderabili della rigidità. TPE e TPU vengono regolarmente utilizzati per stampare in 3D guarnizioni, cover per telefoni e braccialetti per dispositivi indossabili. Il TPC è un'alternativa più costosa che offre temperatura aggiuntiva e resistenza chimica adatta per ambienti difficili.
4. ABS (Acrilonitrile Butadiene Stirene)
L'ABS, nel suo avatar stampato a iniezione, si trova nella maggior parte dei prodotti di consumo sotto forma di cruscotti e quadri di automobili, giocattoli, raccordi per tubi e come telaio della maggior parte dei beni di consumo durevoli. Non sorprende che la sua familiarità, il prezzo e la disponibilità lo abbiano reso il materiale preferito per l'industria della stampa 3D commerciale. È un materiale eccezionale con un rapporto qualità-prezzo impareggiabile e una buona resistenza al calore.
La sua resistenza al calore lo rende incompatibile con le estremità calde a basso costo rivestite in PTFE. La maggior parte dei filamenti in ABS richiede temperature degli ugelli di circa 250°C. Ciò rende gli hot end interamente in metallo obbligatori per una stampa sicura. Il filamento espelle anche i COV nocivi (composti organici volatili) come lo stirene, che sono noti per avere un impatto negativo sulla salute. Scopri come l'ABS si confronta con il PLA nel nostro ABS vs. Confronto PLA.
La tendenza del filamento ABS a deformarsi rende difficile la stampa a meno che tu non possieda una stampante con un involucro riscaldato, come il Serie Voron di stampanti 3D fai da te. Delaminazione, adesione del letto e deformazione sono problemi persistenti su grandi stampe in ABS su stampanti non chiuse. Detto questo, la maggior parte delle moderne miscele di filamenti ABS stampa bene, purché si mantenga il volume di costruzione racchiuso e si utilizzi il letto riscaldato come fonte di calore passiva. I filamenti compositi ABS rinforzati con fibra di carbonio e fibra di vetro attenuano in larga misura questi problemi.
Proprietà del filamento ABS
- Stampabilità: Media
- Selezione colore: Media
- Resistenza al calore: Bene
- Resistenza alla trazione: Bene
- Tenacità: Bene
- Resistenza ai raggi UV: Media
- Resistenza all'umidità: Bene
- Resistenza allo scorrimento: Eccellente
Quando dovresti usare il filamento di stampa 3D ABS?
L'ABS mostra una buona resistenza alla trazione e tenacità, il che lo rende ideale per stampe funzionali e persino per alcune applicazioni ingegneristiche. Il materiale può essere utilizzato in applicazioni ad alta temperatura come componenti hot end per stampanti 3D e stampe funzionali per interni di automobili. Qualsiasi scenario ingegneristico che richieda resistenza al calore, agli urti e all'usura può essere soddisfatto a buon mercato con l'ABS.
5. ASA (acrilonitrile stirene acrilato)
L'ASA è una forma modificata di ABS che è più facile da stampare e mostra una migliore resistenza ai raggi UV. Le grandi stampe ASA sono più facili grazie alla loro tendenza a deformarsi meno dell'ABS. La maggior parte dei filamenti ASA tende anche a scaricare meno COV durante la stampa.
E tutto ciò si ottiene mantenendo la forza, la tenacità e la resistenza alla temperatura paragonabili all'ABS. Non vediamo alcun motivo per scegliere l'ABS se puoi permetterti il leggero premio comandato dai filamenti ASA.
Proprietà del filamento ASA
- Stampabilità: Bene
- Selezione colore: Media
- Resistenza al calore: Bene
- Resistenza alla trazione: Bene
- Tenacità: Bene
- Resistenza ai raggi UV: Eccellente
- Resistenza all'umidità: Bene
- Resistenza allo scorrimento: Eccellente
Quando dovresti usare il filamento per stampa 3D ASA?
L'ASA può essere utilizzato per le stesse applicazioni dell'ABS, con la versatilità aggiuntiva di mantenere la durata e l'integrità del colore nonostante la forte esposizione alla luce solare.
6. PA (Poliammide o Nylon)
La poliammide, meglio conosciuta come il suo marchio Nylon, si trova nei beni di consumo durevoli sotto forma di ingranaggi, cerniere e scorrevoli componenti—fondamentalmente in qualsiasi applicazione che richieda un'estrema resistenza all'usura, basso attrito, eccellente tenacità e un certo grado di tolleranza alla temperatura. La PA è indispensabile nei processi di stampa 3D con polvere sinterizzata impiegati nelle stampanti 3D SLS commerciali.
Il nylon esiste anche nello spazio di stampa 3D FDM in varie miscele che offrono diversi compromessi tra resistenza al calore, tenacità, durata e resistenza allo scorrimento. Quest'ultimo è importante perché il materiale mostra una tendenza allo scorrimento termico nel suo stato naturale. Pertanto, la maggior parte delle applicazioni ingegneristiche richiedono PA miscelato con fibra di carbonio o di vetro per migliorare la resistenza alla trazione, la resistenza allo scorrimento e la tolleranza alla temperatura.
L'elevata temperatura di transizione vetrosa del materiale e l'innata tendenza a deformarsi rendono difficile la stampa su stampanti economiche e non chiuse. Inoltre, la tendenza cronica della PA ad assorbire l'umidità richiede essiccatori a filamento in grado di mantenere in modo affidabile una temperatura della camera di 80°C. In effetti, una stampa di successo richiede anche che il filamento venga instradato attraverso una scatola asciutta durante la stampa. È un ottimo filamento ingegneristico che richiede una stampante capace e un operatore esperto.
Proprietà del filamento PA
- Stampabilità: Povero
- Selezione colore: Povero
- Resistenza al calore: Bene
- Resistenza alla trazione: Bene
- Tenacità: Eccellente
- Resistenza ai raggi UV: Media
- Resistenza all'umidità: Povero
- Resistenza allo scorrimento: Media
Quando dovresti usare il filamento per stampa 3D PA?
Le stampe PA funzionali funzionano bene come parti meccaniche, come ingranaggi, cerniere e leve. Il materiale è anche abbastanza resistente da poter essere utilizzato per la produzione di strumenti personalizzati e prototipi che richiedono parti di rete resistenti soggette ad attrito e impatto. Varie miscele di fibre di vetro e fibre di carbonio possono anche essere utilizzate per modificare la rigidità e la flessibilità del materiale per soddisfare le diverse esigenze ingegneristiche.
6. PC (policarbonato)
Il PC è uno dei filamenti di stampa 3D più potenti accessibili alle stampanti 3D di consumo. Quanto è forte, chiedi? Ebbene, il materiale viene utilizzato per produrre di tutto, dal vetro antiproiettile ai baldacchini degli aerei da combattimento. Il PC può resistere a temperature fino a 110°C, con alcune miscele che superano persino quella cifra impressionante.
Il PC ha la particolarità di esibire un'elevata resistenza alla trazione pur essendo estremamente resistente agli urti. Questo gli conferisce la particolarità di eccellere nelle applicazioni in cui anche il nylon non è all'altezza. Tuttavia, queste proprietà fisiche rendono difficile la stampa del PC. Non è raro che alcune miscele PC richiedano temperature degli ugelli di 300 °C, con il letto riscaldato mantenuto superiore a 100 °C.
Il materiale è anche soggetto a deformazioni eccessive e aderisce bene solo alle superfici di costruzione in policarbonato o al nastro di poliimmide. Tuttavia, come il nylon, il PC è disponibile in varie miscele, rendendolo più stampabile.
Proprietà del filamento del PC
- Stampabilità: Povero
- Selezione colore: Povero
- Resistenza al calore: Eccellente
- Resistenza alla trazione: Eccellente
- Tenacità: Eccellente
- Resistenza ai raggi UV: Eccellente
- Resistenza all'umidità: Povero
- Resistenza allo scorrimento: Eccellente
Quando dovresti usare il filamento di stampa 3D per PC?
Il PC è impiegato in varie applicazioni industriali, automobilistiche ed elettriche, in particolare quelle che richiedono un'elevata resistenza e resistenza alla temperatura. La chiarezza ottica intrinseca del materiale lo rende ideale anche per le stampe trasparenti, purché lo spessore della parete sia mantenuto minimo.
Scegli saggiamente il tuo filamento di stampa 3D
Ora che hai un mezzo a portata di mano per confrontare varie proprietà fisiche e parametri di prestazione di livello consumer filamenti, scegliere quello giusto è una questione di valutare quali parametri sono più adatti al proprio particolare applicazioni.
Se non conosci la stampa 3D, ti consigliamo di iniziare con il PLA e di passare a PETG prima di affrontare materiali più impegnativi come ABS e Nylon.