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Polimeri flessibili nella stampa 3D: una panoramica

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

La stampa 3D offre grandi possibilità e molte opzioni quando si tratta di stampare materiali flessibili e simili alla gomma. Dai componenti di produzione ai progetti innovativi e interessanti per gli hobbisti, questo argomento è qualcosa che merita di essere analizzato. Diamo un’occhiata alle opzioni dei polimeri flessibili per la stampa 3D con le tecnologie disponibili in Xometry.

Indicatori di durezza Shore per i diversi materiali di stampa 3D

Quando si tratta di polimeri flessibili, la durezza 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 utilizzando uno strumento detto durometro. Esistono diverse scale di durezza Shore per misurare la rigidità di diversi materiali.

  • La scala Shore OO misura materiali estremamente morbidi come i gel (ad es. Solette in gel).
  • La scala Shore A misura un’ampia gamma di tipi di materiali; da plastiche molto morbide e flessibili a semirigide con quasi nessuna flessibilità.
  • La scala Shore D misura gomme molto dure, plastiche semirigide e rigide (es. Tubi in PVC).
Flexible Polymers 3D Printing
Confronto della durezza Shore di diverse opzioni di stampa 3D flessibile

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

Polimeri flessibili disponibili su Xometry

Diverse tecnologie di stampa richiedono polimeri o resine differenti per la stampa. Vediamo in dettaglio quale materiale di stampa richiede una determinata tecnologia e le sue proprietà.

3D printed part with flexible material

Poliuretano termoplastico (TPU)

I TPU appartengono alla categoria degli elastomeri termoplastici (TPE). I TPE possono variare da 10 Shore 00 fino a 72 Shore D, coprendo tutte e tre le scale di durezza, tuttavia, la scala più comunemente usata è la scala Shore A.

Poliuretano TPU 88 / 95A

Comunemente noto come Ultrasint™ TPU01 è un materiale multiuso per applicazioni esclusivamente in Multi Jet Fusion (MJF). Questo materiale è un uretano termoplastico, flessibile, con elevata resistenza alla lacerazione e offre buoni dettagli. La stampa 3D in TPU offre possibilità uniche che altrimenti sarebbero difficili da ottenere con altri materiali di stampa 3D come ABS, PLA o nylon.

Combinando le proprietà della plastica e della gomma, il TPU può produrre parti elastiche e altamente resistenti che possono essere facilmente piegate o compresse. Il materiale presenta qualità rigide simili alla gomma, come quelle di una ruota da skateboard, consentendo una vasta gamma di applicazioni per l’utilizzo finale. Inoltre, il materiale è facile da stampare e ha una buona resistenza ai raggi UV e all’idrolisi. Dai un’occhiata a questa scheda tecnica per le proprietà dettagliate

3D Printing TPU MJF
Parti stampate in TPU MJF 3D – Xometry

Tecnologia: Multi Jet Fusion (MJF)

Flex TPU / simil-TPE

Se necessiti di un materiale resistente, modellabile e gommoso, il TPU / TPE flessibile per la sinterizzazione laser selettiva (SLS) è l’opzione perfetta. Con una buona resilienza dopo la deformazione e un’elevata stabilità ai raggi ultravioletti (UV), questo TPU SLS elastomerico offre numerosi vantaggi. Creando un design strutturale interessante, le parti possono essere stampate in 3D per varie applicazioni, dall’industria automobilistica a quella delle calzature. Il materiale conferisce una superficie bianca liscia e offre anche una buona resistenza all’idrolisi, con un ottimo assorbimento degli urti.

Tecnologia: Sinterizzazione Laser Selettiva (SLS)

I materiali TPU possono essere utilizzati anche con la stampa FDM, ma di solito tali stampe 3D sono di qualità inferiore rispetto a quando vengono stampate utilizzando le tecnologie con base in polvere come SLS o MJF, e soprattutto, quasi non differiscono sul prezzo.

Proprietà del TPU

Esistono alcune proprietà chiave esclusive dei TPU che favoriscono le industrie.

Resistenza all’abrasione / ai graffi

Elevata resistenza all’abrasione e ai graffi significa durata e alto valore estetico. I TPU danno risultati eccellenti rispetto ad altri materiali termoplastici in situazioni in cui la resistenza all’abrasione e ai graffi sono fondamentali per applicazioni come interni di automobili, parti sportive e tecniche.

Resistenza ai raggi UV

Oltre a mantenere buone proprietà meccaniche, mostrano anche una straordinaria stabilità alle radiazioni ultraviolette e cioè una stabilità del colore superficiale. Sia per le parti di colore chiaro che quelle di colore scuro, le industrie possono fare affidamento sull’elevata resistenza ai graffi e ai raggi UV poiché i TPU garantiscono alle parti la conservazione estetica del colore.

Elevata flessibilità

I TPU offrono elevata flessibilità, assorbimento degli urti e proprietà di ammortizzazione, sono ottime scelte nella realizzazione di calzature, attrezzature sportive e modelli ortopedici. Queste proprietà sono molto utili quando si tratta di interni di automobili e coperture dei filtri dell’aria.

Altri vantaggi

  • Buona flessibilità su un’ampia gamma di temperature
  • Eccellente resistenza alle basse temperature e agli urti
  • Resistente alle intemperie e alle radiazioni ad alta energia
  • Elevata elasticità su tutta la gamma di durezze
  • Resilienza a oli, grassi e numerosi solventi

Resine CLIP flessibili

Le resine CLIP sono una classe di resine di alta qualità utilizzate con la tecnologia di stampa 3D Carbon DLS. In Xometry, offriamo tre tipi di resine CLIP flessibili. Guarda la nostra panoramica video per vedere come si presentano:

DLS EPU 40 (poliuretano elastomerico)

L’EPU 40 è un elastomero poliuretanico ad alte prestazioni che è 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 ottimo comportamento elastico sotto carichi ciclici di trazione e compressione. Si può allungare e piegare e riprende sempre la sua forma stampata originale.

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 impercettibili. Le parti sono quindi molto vicine ai modelli stampati a iniezione, il che lo rende molto interessante per la prototipazione. Dai un’occhiata alla scheda tecnica.

Caratteristiche principali

  • Altamente elastico
  • Resistente alla lacerazion
  • Chimica e bio compatibilità

Applicazioni

  • Guarnizioni e anelli di tenuta
  • Ammortizzatori
  • Isolatori di vibrazioni

DLS FPU 50 (poliuretano flessibile)

L’FPU 50 è un materiale semirigido resistente agli urti, all’abrasione e alla fatica che è una buona scelta per le parti che devono resistere a sollecitazioni ripetitive. Questo materiale può essere ideale per coperture resistenti, meccanismi di cerniera e accoppiamenti a frizione. L’FPU è paragonabile al polipropilene per la sua eccellente resistenza alla fatica e al calore. Spessori sottili fino a 0,25 mm possono essere stampati in 3D anche se non è gommoso ed elastico come l’EPU 40. Fare clic qui per le specifiche generali del DLS FPU 50.

Caratteristiche principali

  • Duro e resistente alla fatica
  • Elevata resistenza alla trazione
  • Elevato impatto e resistenza allo snervamento

Applicazioni

  • Chiusure a pressione
  • Pressacavi
  • Supporti e staffe per incapsulare piccoli circuiti elettrici

DLS SIL 30 (silicone)

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

Caratteristiche principali

  • Morbido al tatto
  • Bio compatibile
  • Resistente alla lacerazione

Applicazioni

  • Indossabile (cinturini da polso, pad per le cuffie)
  • Apparecchiature mediche

Tutte queste resine CLIP sono adatte per il contatto con la pelle a lungo termine (> 30 giorni). Allo stesso modo, tutti possono essere utilizzati per il contatto mucoso a breve termine (<24 ore) eccetto l’ EPU 40 *, che è adatto solo per il contatto con la pelle. Quindi, trovano la loro dimensione nella stampa di materiali conformi anche all’industria medica.

Confronto dei costi dei polimeri flessibili

Facciamo un confronto dei costi per le tre resine tramite il motore di quotazione Xometry per il modello CAD.

MaterialeCosto unitarioCosto unitario per 10 pezziCosto unitario per 100 pezzi
Poliuretano TPU 88 / 95A (MJF)
29,95€

12,37€

11,41€
Flex TPU / simil-TPE like (SLS)
25,84€

23,24€

21,41€
EPU 40
212,44€

48,82€

48,82€
FPU 50
436,53€

100,31€

100,31€
SIL 30
632,56€

159,24€

159,24€

Conclusione

Esistono 2 tipi principali di polimeri flessibili per la stampa 3D disponibili in commercio: I TPU, che possono essere stampati con stampanti 3D FDM, MJF e SLS e le resine CLIP (Carbon DLS). Scegli i materiali TPU se stai cercando parti più economiche, altrimenti opta per le resine CLIP più costose se hai bisogno di proprietà materiali avanzate come elevata robustezza o resistenza alla lacerazione.

Tutte queste opzioni di stampa 3D sono disponibili su Xometry, basta caricare i file CAD e controllare le nostre opzioni di prezzo.

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