Scelta dei materiali giusti per la stampa 3D SLA

Nella stampa 3D, scegliere i materiali giusti può essere un processo complicato e talvolta confuso. Ci sono così tante proprietà da considerare e terminologia complessa da affrontare. Non c'è materiale magico che funzioni bene in tutte le aree, la forza in una zona porterà generalmente alla debolezza in un'altra area, quindi è importante essere consapevoli dei pro e dei contro relativi di ciascuna caratteristica. Questo articolo fungerà da guida per il processo di selezione del materiale giusto e darà uno sguardo approfondito sui materiali specifici offerti da ProtoFab.

Innanzitutto, discutiamo alcune delle principali proprietà che è necessario prendere in considerazione nella stampa 3D SLA.

Forza e robustezza

Il concetto di forza e robustezza sono abbastanza ampi e coprono una gamma di proprietà differenti. Una delle migliori misure di quanto robusto sarà un materiale è la resistenza alla trazione. Questa è una misura di quanta forza è necessaria per allungare un materiale fino a quando non si rompe. Relativo a questo è modulo di tensione (modulo di Young), che è una misura di quanta forza è richiesta per deformare un materiale (in altre parole la sua rigidità).

Nell'industria automobilistica e aeronautica, in genere è fondamentale che i materiali non si deformino e non si rompano o si spezzino sotto pressione, quindi le persone di solito vogliono che questi valori siano alti. Un altro aspetto della forza è la forza d'impatto, che è una misura di come un materiale resiste ad essere colpito o lasciato cadere. Spesso i materiali rigidi con un alto modulo di trazione hanno un rendimento scarso in quanto non assorbono la forza molto bene, quindi ciò che rende esattamente una parte "robusta" è complessa e multiforme.

Flessibilità e fragilità

Flessibilità e fragilità sono strettamente correlate alla forza e sono una delle proprietà più centrali di qualsiasi materiale. la resistenza alla trazione non è l'unico modo per valutare se un materiale è robusto o meno. Il modulo di flessione, la resistenza alla flessione e l'allungamento a rottura o tutti i buoni indicatori di quanto flessibili o fragili siano parte saranno. La resistenza alla flessione e il modulo di flessione sono gli stessi della resistenza a trazione e del modulo di trazione, eccetto che sono una misura della forza necessaria per piegare una parte piuttosto che per separarla. L'allungamento a rottura è la percentuale in cui una parte può essere estesa prima di staccarsi. I materiali molto flessibili possono essere allungati di oltre il 25% senza interruzione, mentre parti particolarmente fragili possono rompersi dopo essere state allungate solo del 5%.

Le parti che sono estremamente rigide hanno la tendenza a spezzarsi improvvisamente, mentre le parti con un certo grado di flessibilità possono essere in grado di sopportare forze molto più elevate prima di rompersi definitivamente. Tuttavia, in molti contesti la rigidità è cruciale, quindi ci sarà sempre un certo grado di compromesso tra queste proprietà correlate. Per gli assemblaggi a scatto la fragilità è la caratteristica che la maggior parte deve essere evitata, quindi la flessibilità è un must, anche se ciò significa sacrificare la forza finale con altre misure.

Resistenza al calore

La resistenza al calore è una proprietà che può essere critica in alcune applicazioni, ma a volte è anche irrilevante, quindi i materiali dovrebbero essere scelti di conseguenza. La resistenza al calore tende a venire a scapito della fragilità, quindi se le prestazioni termiche non sono richieste è spesso meglio evitare materiali specializzati in questo. Con il giusto tipo di post-polimerizzazione abbiamo materiali che manterranno la loro forma anche a oltre 200 gradi Celsius, mentre i nostri materiali flessibili inizieranno a deformarsi intorno ai 30 gradi, quindi la disparità nelle prestazioni a questo riguardo è significativa.

Colore e trasparenza

Le resine SLA generalmente vengono solo in bianco puro, bianco sporco o trasparente. A ProtoFab ci riferiamo a questo colore biancastro come avorio. Le parti possono essere verniciate in fase di post-elaborazione così spesso il colore del materiale non è affatto importante, ma a volte i clienti vorranno minimizzare la post-elaborazione o hanno motivi specifici per evitare la vernice (ad esempio nelle applicazioni dentali). In questi casi il bianco puro è talvolta preferito all'avorio. Le resine trasparenti sono più difficili da produrre e alcune proprietà meccaniche dovranno essere sacrificate per ottenere questo effetto. Tuttavia, la nostra serie Clear regge molto bene rispetto agli altri materiali opachi in termini di resistenza e è adatta per la maggior parte delle applicazioni, ad eccezione dei gruppi di montaggio a scatto.

Riassunto dei materiali ProtoFab ProtoFab

Attualmente ProtoFab offre 10 diversi materiali in 5 famiglie diverse. Diamo un'occhiata a ciascuno a turno e rapidamente riassumere i loro principali punti di forza e di debolezza.

ABS-like

L'ABS è il cardine dello stampaggio a iniezione e della prototipazione in generale e può essere ricreato da vicino come una resina stampabile per SLA. La nostra Formula W ABS-like e la Formula L1 sono buoni esecutori a tutto tondo che sono adatti per una vasta gamma di applicazioni. Rispetto ai nostri altri materiali, essi non eccellono in alcuna proprietà particolare, ma non hanno nemmeno grandi inconvenienti. Sia la Formula W che la Formula L1 sono scelte eccellenti per modelli di uso generale e per componenti automobilistici.

• Formula W: di colore bianco e offre solide prestazioni a tutto tondo in tutte le aree.
• Formula L1: color avorio anziché bianco puro. Molto simile alla Formula W ma leggermente più forte e con una migliore resistenza all'umidità.

Resistente al calore

A volte le parti devono essere in grado di sopportare una varietà di condizioni termiche, ed è questo che viene formulata la nostra serie resistente al calore. Come accennato in precedenza, la resistenza al calore può portare a fragilità, quindi offriamo 3 diversi materiali per cercare di soddisfare la più ampia gamma di scenari possibile. Tutti e tre questi materiali sono ottimi per i test in galleria del vento.

• Magna W120: offre di gran lunga le migliori prestazioni termiche di tutti i nostri materiali quando vengono somministrate 2 ore di post-trattamento termico a 160 gradi. Questo passaggio massimizza le proprietà meccaniche della parte e fornisce una parte in grado di resistere a temperature estreme. Anche senza questo post-polimerizzazione extra, continua a far fronte bene a fuoco vivo. Lo svantaggio principale di Magna W120 è che è piuttosto inflessibile e fragile, molto più di Magna L100 e Magna L90. Magna W120 è un attraente colore bianco, mentre gli altri due materiali di questa serie sono color avorio.
• Magna L100: senza post-curing termico Magna L100 ha in realtà una resistenza al calore migliore rispetto al Magna W120 (con il processo di post-indurimento termico W120 è notevolmente migliore). È anche molto meno fragile di Magna W120 con prestazioni migliori a tutto tondo.
• Magna L90: molto simile al Magna L100 ma con una resistenza al calore leggermente inferiore e una forza d'impatto leggermente migliore.

Duro e durevole

Per alcune applicazioni specialistiche le nostre resine normali simili ad ABS potrebbero non essere abbastanza forti, e per tali casi offriamo la serie Resistente e durevole. La resistenza alla trazione è simile alla nostra serie ABS, ma la serie Tough and Durable ha prestazioni molto migliori in termini di allungamento a rottura e forza d'impatto.

• Robusta G: è il più forte di tutti i nostri materiali ed è in grado di resistere a colpi o cadute estremamente forti da un'altezza elevata. I suoi principali inconvenienti sono le prestazioni termiche relativamente scarse e un grado leggermente inferiore di precisione di stampa.
• Robusta LR: non abbastanza forte come Robust G in termini di resistenza all'impatto e allungamento a rottura, ma possiede una maggiore resistenza alla trazione e un modulo di flessione. Anche le prestazioni termiche sono migliori di quelle di Robusta G e non ci sono problemi di precisione durante la stampa.

Chiaro

La proprietà principale della nostra serie Clear è che il materiale è trasparente, ma anche queste resine reggono bene nelle loro altre proprietà meccaniche. Ci sono due materiali nella serie Clear, ognuno con diverse specializzazioni e applicazioni.

• Clara E: Simile all'ABS in termini di forza e prestazioni generali. Clara E è eccellente per la microfusione. Anche se è trasparente, non è chiaro come Clara S.
• Clara S: simile a Clara E ma ancora più chiara. Le sue proprietà meccaniche sono generalmente simili a quelle di Clara E, anche se Clara S è stata progettata per i modelli di uso generale ed è adatta per le parti automobilistiche.

Polipropilene-like

Infine, abbiamo la nostra serie in polipropilene, che è formulato per dare flessibilità.

• Flexa W: questo è molto più flessibile di tutti i nostri altri materiali ed è un valore anomalo in molte delle sue proprietà meccaniche rispetto al resto della nostra gamma. Ad esempio, offre prestazioni significativamente migliori in termini di resistenza a flessione, allungamento a rottura e resistenza all'urto e presenta valori molto più bassi per resistenza alla trazione, modulo di trazione e modulo di flessione. In altre parole, è estremamente difficile da rompere ma molto facile da piegare e flettere. Ciò lo rende perfetto per assemblaggi a scatto e molte altre applicazioni specializzate dove è necessario evitare fragilità e rotture o dove è necessario un materiale più morbido e più elastico. I suoi lati negativi principali sono scarsa resistenza al calore e all'umidità rispetto ai nostri altri materiali. Inoltre, non può essere stampato con la stessa accuratezza degli altri materiali meno flessibili.

Flewa W

Di seguito è possibile scaricare la nostra guida alla selezione dei materiali per rivedere il riepilogo delle proprietà per ciascuno dei materiali che offriamo.