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I migliori materiali flessibili nella stampa 3D

Questo articolo riassume tutte le opzioni di materiali flessibili disponibili per la stampa 3D con tecnologie come MJF, SLS, SLA e Carbon DLS.

La stampa 3D offre grandi possibilità e molteplici varianti quando si tratta di stampare materiale flessibile simile alla gomma. Dai componenti per applicazioni industriali ai progetti innovativi ed eccezionali degli hobbisti, questo è un fattore non di poco conto.

Vediamo le opzioni di materiali flessibili per le tecnologie di stampa 3D disponibili su Xometry.

Indicatori di durezza shore dei differenti materiali di stampa 3D

Quando si tratta di materiali flessibili, la durezza espressa in Shore è una delle proprietà principali a cui prestare attenzione.

Le scale di durezza Shore sono state create per fornire un punto di riferimento comune quando si confrontano materiali diversi. Viene misurato mediante un durometro. Esistono diverse scale Shore per misurare la durezza di diversi materiali applicati alla stampa 3D:

  • Shore OO misura materiali estremamente morbidi come i gel (ad es. solette in gel)
  • Shore A misura un’ampia gamma di tipi di materiali, dai polimeri molto morbidi e flessibili a quelli semirigidi quasi senza flessibilità
  • Shore D misura gomme molto dure, polimeri semirigidi e rigidi (es. tubi in PVC)

Come si può vedere dall’immagine, c’è una sovrapposizione sulle diverse scale. Ad esempio, un materiale con una durezza Shore di 95A corrisponde anche ad uno Shore 50D.

Materiali di stampa 3D flessibili disponibili su Xometry

Diverse tecnologie di stampa 3D richiedono differenti polimeri, resine o altri materiali flessibili per la stampa. Vediamo in dettaglio quale materiale di stampa richiede ciascuna tecnologia e le rispettive proprietà.

3D printed part with flexible material

Poliuretano termoplastico (TPU)

I materiali TPU appartengono alla categoria degli elastomeri termoplastici. I TPE sono materiali versatili e popolari per le applicazioni di stampa 3D, offrendo agli utenti una serie di vantaggi, tra cui flessibilità, durata e facilità di lavorazione.

Poliuretano TPU 

Comunemente conosciuto come Ultrasint™ TPU 01 si tratta di un materiale polivalente per applicazione esclusivamente in Multi Jet Fusion (MJF). Questo materiale flessibile è un uretano termoplastico, con flessibilità, elevata resistenza alla lacerazione e che consente di ottenere buoni dettagli. Il poliuretano termoplastico per la stampa 3D offre possibilità uniche che altrimenti sarebbero difficili da rendere con altri materiali di stampa 3D come ABS, PLA o nylon.

Combinando le proprietà sia della plastica che della gomma, il TPU può produrre parti con buona flessibilità e assorbimento degli urti, con un alto livello di dettaglio. Esso mostra qualità rigide simili alla gomma, proprio come una ruota da skateboard, consentendo una vasta gamma di applicazioni per l’utilizzo finale. Inoltre, questo materiale è semplice da stampare e possiede una buona resistenza ai raggi UV e all’idrolisi.

  • Caratteristiche chiave: Semi-flessibile • Resistente agli agenti chimici
  • Applicazioni: Cruscotti automobilistici, dispositivi medici, utensili elettrici…
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MJF TPU as-printed sample part, side view
Parte in poliuretano termoplastico realizzata con stampa 3D MJF

Flex TPU

If you require a rubbery and flexible material, Flex TPU for Selective laser sintering (SLS) is the perfect option. With good resilience after deformation and high Ultraviolet (UV) stability, this elastomeric SLS TPU offers many advantages. 

By creating an interesting structural design, parts can be 3D printed for various industrial applications, from automotive to footwear industries. The material gives a smooth white surface and also offers good hydrolysis resistance, great shock absorption.

  • Key features: Great elasticity · High strength · Resistant to chemicals
  • Applications: Automotive, footwear end-us products like running shoes
  • Download data sheet

I materiali flessibili TPU possono essere utilizzati anche con la stampa FDM, ma di solito tali stampe 3D sono di qualità inferiore rispetto a quando vengono realizzate mediante tecniche a letto in polvere come l’SLS o MJF; peraltro, non c’è quasi differenza nel prezzo.

Proprietà del TPU

Ci sono alcune proprietà chiave dei materiali TPU che avvantaggiano le industrie.

Resistenza all’abrasione e ai graffi

Elevata resistenza all’abrasione e ai graffi si traduce in durevolezza e alto valore estetico. Un materiale TPU offre ottimi risultati rispetto ad altri elastomeri termoplastici nel caso la resistenza all’abrasione e ai graffi diventi fondamentale per un’applicazione come quella di interni automobilistici, componenti sportivi e tecnici.

Resistenza ai raggi UV

Oltre a mantenere buone proprietà meccaniche, questi materiali flessibili mostrano anche una straordinaria stabilità alle radiazioni ultraviolette e quindi una maggiore stabilità cromatica. Sia per le parti di colore chiaro che per quelle scure, le industrie possono fare affidamento sull’elevata resistenza ai graffi e le prestazioni UV del TPU in quanto esso garantisce la solidità del colore alle parti dove l’estetica è un aspetto importante.

Elevata flessibilità

I materiali TPU offrono un’elevata flessibilità, assorbimento degli urti e rimbalzo e sono scelte eccellenti per la realizzazione di calzature, attrezzature sportive e modelli ortopedici. Questa proprietà è molto utile quando si tratta di interni automobilistici e coperchi dei filtri dell’aria.

Altri vantaggi

  • Buona elasticità in un ampio intervallo di temperature
  • Eccellente resistenza alle basse temperature e agli urti
  • Ottima resistenza agli agenti atmosferici e alle radiazioni ad alta energia
  • Grande elasticità su tutta la gamma di durezze
  • Resilienza a oli, grassi e numerosi solventi

Materiali flessibili in gomma siliconica

La gomma siliconica è un elastomero noto per la sua flessibilità e durata. Queste proprietà lo rendono un materiale adatto per l’uso nella stampa 3D, in particolare in applicazioni dove l’oggetto stampato deve essere flessibile e in grado di resistere a temperature elevate e ambienti difficili.

Uno dei vantaggi nell’utilizzare la gomma siliconica per la stampa 3D è che ha un’ampia gamma di valori di durezza Shore, quindi può essere adattata per avere il livello specifico di flessibilità e l’elevata durabilità richiesti in una particolare applicazione. Ha anche una buona resistenza termica e un alto livello di resistenza chimica, che lo rende adatto per l’uso in ambienti difficili.

La gomma siliconica è adatta anche a creare oggetti flessibili ed estensibili, come sigilli e guarnizioni, nonché per la prototipazione e la produzione su piccola scala di parti flessibili con un’ottima qualità di stampa.

True Silicone

Il True Silicone possiede un’alta risoluzione, un’eccellente finitura superficiale ed è resistente ad acidi, basi e solventi apolari. Ha anche un’elevata resistenza all’usura, elasticità e riproducibilità dopo la deformazione o il carico. Si tratta di un materiale biocompatibile e certificato secondo la norma ISO 10993. Questo materiale è adatto per parti di piccole dimensioni stampate in stereolitografia (SLA).

  • Caratteristiche chiave: Elevata resistenza alla lacerazione • Elasticità • Alta risoluzione
  • Applicazioni: Protesi, indossabili, elementi di tenuta, guarnizioni
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Resine flessibili CLIP

Le resine CLIP sono una classe di resine di alta qualità utilizzate con la tecnologia di produzione additiva Carbon DLS. In Xometry, offriamo tre tipi di resine CLIP flessibili.

EPU 40 (Poliuretano elastomerico)

L’EPU 40 è un elastomero poliuretanico ad alte prestazioni che rappresenta una buona scelta per applicazioni in cui sono necessarie elevata elasticità e resistenza alla lacerazione. La resina elastomerica poliuretanica CLIP, grazie alle sue elevate prestazioni, consente un eccellente comportamento elastico sotto carichi ciclici di trazione e compressione. E’ possibile allungarlo e piegarlo, esso riprenderà la sua forma originale stampata.

L’EPU 40 è paragonabile ai TPU commerciali con una durezza Shore di 70A. La resina EPU è gommosa, resistente, flessibile ed estensibile, con uno spessore dello strato di 100 µm o 0,1 mm che sono quasi invisibili. Le parti realizzate sono quindi molto simili ai modelli stampati a iniezione, il che rende questo materiale molto interessante per la prototipazione.

  • Caratteristiche chiave: Altamente elastico, resistente alla lacerazione, compatibilità chimica e biologica
  • Applicazioni: Guarnizioni e tenute, ammortizzatori, antivibranti 
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Parte stampata in 3D con EPU 40 (Fonte: Carbon3D)

FPU 50 (Poliuretano flessibile)

L’FPU 50 è un materiale semirigido resistente agli urti, all’abrasione e alla fatica e rappresenta una buona scelta per le parti che devono sopportare sollecitazioni ripetute. Questo materiale può essere ottimo per involucri resistenti, cerniere e accoppiamenti ad attrito.

L’FPU è paragonabile al PP (polipropilene) per la sua eccellente resistenza alla fatica e al calore. Lavorazioni sottili fino a 0,25 mm possono essere stampate in 3D, inoltre non risulta gommoso ed elastico come l’EPU 40, ma possiede un allungamento a rottura del 200%.

  • Caratteristiche chiave: Duro e resistente alla fatica, elevata resistenza alla trazione, elevata resistenza agli urti e allo snervamento
  • Applicazioni: Innesti a scatto, pressacavi, supporti e staffe per incapsulare piccoli circuiti elettrici
  • Scaricare il data sheet
Parte stampata in 3D con FPU 50 (Fonte: Carbon3D)

SIL 30 (Silicone)

Il SIL, è un materiale silicio-uretanico paragonabile ai TPE commerciali con una durezza Shore A di 35. La tecnologia CLIP consente la stampa 3D con nuove classi di polimeri, comprese sostanze chimiche complesse come le resine poliuretaniche e quelle a base di estere di cianato. Il risultato è una selezione diversificata e crescente di materiali che riflettono i requisiti ingegneristici comuni.

  • Caratteristiche chiave: Soffice, biocompatibile, resistente agli strappi
  • Applicazioni: Indossabili (cinturini da polso, gommini per auricolari), attrezzature mediche
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Tutte queste resine CLIP sono adatte al contatto prolungato con la pelle a lungo termine (>30 giorni). Allo stesso modo, possono entrare in contatto con le mucose a breve termine (<24 ore) tranne l’EPU 40, che è adatto solo per il contatto con la pelle. Per questo motivo, trovano la loro applicazione principale nella stampa di materiali sicuri anche nel settore medico.

Parte stampata in 3D con SIL 30 (Fonte: Carbon3D)

Confronto dei costi per i materiali flessibili

Facciamo un confronto tra i diversi materiali flessibili usando il motore di quotazione istantanea di Xometry:

Materiali flessibiliTecnologia di stampa 3DDurezza ShoreResistenza alla trazioneAllungamento a rottura
TPU PoliuretanoMJFShore A958,6 MPa580%
Flex TPUSLSShore A85 – 907 MPa250%
True SiliconeSLAShore A507,25 N/mm²530%
EPU 40Carbon DLSShore A7019 MPa400%
FPU 50Carbon DLSShore D7125 MPa200%
SIL 30Carbon DLSShore A353,5 MPa350%

Conclusione

Esistono tre principali tipi di materiali flessibili per la stampa 3D disponibili sul mercato di massa con diverse qualità di stampa: i TPU, le resine CLIP e le gomme siliconiche. Se cercate parti più convenienti, i materiali TPU sono la soluzione perfetta, mentre potete optare per le resine CLIP più costose se necessitate di proprietà avanzate come elevata robustezza o resistenza allo strappo.

Xometry offre servizi di stampa 3D con materiali flessibili per la prototipazione rapida e differenti applicazioni industriali. Caricate i vostri file CAD e date un’occhiata alle opzioni di prezzo.

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