Materiali di stampa 3D FDM a confronto: quale scegliere?

Il mercato della stampa 3D sta evolvendo esponenzialmente ed emerge consequenzialmente anche una scelta più ampia di materiali.
In questo articolo ci concentreremo sui polimeri maggiormente utilizzati per la stampa FDM (Fused Deposition Modeling): PLA, PA12-CF, ABS, PET-G. definendone caratteristiche, vantaggi e svantaggi per una migliore e rapida decisione sul polimero da utilizzare per i tuoi progetti 3D.

Le caratteristiche analizzate

Le features che abbiamo analizzato per ogni materiale sono: 

1. resistenza meccanica: è lo sforzo massimo che può sopportare un materiale prima che si rompa. Misurata in MPa, nel confronto di seguito verrà indicata in decimi dove 10 indica molto resistente e 0 molto fragile;
2. rigidità: la resistenza di un materiale alla deformazione. Nel confronto seguente verrà misurata in MPa;
3. allungamento medio a rottura: è l’aumento della lunghezza di un materiale che viene tirato da entrambe le estremità, fino al momento in cui perde la sua integrità strutturale e si spezza;
4. durezza: misura il grado di resistenza alla scalfittura di un materiale, qui espressa secondo la scala SHORE D;
5. durabilità: è la capacità di un materiale di resistere nel tempo senza degradarsi. Verrà indicata nel seguito in decimi, dove il valore 10 significa molto durabile e 0 poco durabile;
6. facilità di stampa: indica la facilità o difficoltà di stampare tramite tecnologia FDM il materiale considerato. Con il valore espresso in decimi, indichiamo 10 un valore alto di facilità di stampa e 0 molto difficile.

Andiamo ora ad approfondire le caratteristiche di ciascun polimero.

PLA, ecologico e biodegradabile

Filamento molto comune, il PLA è una bioplastica di origine naturale derivata da sostanze vegetali e quindi è del tutto biodegradabile e idrosolubile a temperature oltre i 70-80°C. Essendo di origine naturale risulta compatibile per la realizzazione di oggetti a contatto con gli alimenti come contenitori per il cibo. Presenta un indice di ritrazione piuttosto basso (2-3%) e per questo è meno incline a subire fenomeni di deformazione che vengono piuttosto riscontrati nell’ABS.

ABS, lucentezza e durezza

L’Acrilonitrile Butadiene Stirene è una termoplastica non biodegradabile derivata dal petrolio. È un materiale abbastanza flessibile e quindi resiste discretamente agli urti, risultando meno fragile rispetto al PLA. Molti degli oggetti nell’ambito della prototipazione rapida vengono stampati in ABS, dal settore dell’automotive a quello del product design. 

PET-G, resistenza e lavorabilità

Il polietilene teraftalato glicole è un copolimero termoplastico a cui viene aggiunto glicole a livello molecolare per aumentare la sua resistenza chimica, durevolezza e lavorabilità. Risulta un materiale ottimo per stampe 3D che hanno superfici piane di grandi dimensioni e oltre ad essere idoneo al contatto con gli alimenti è anche un materiale idrorepellente. 

PA12 CF, resistenza e rigidità

Il materiale PA12+CF (poliammide rinforzato carbonio) è un composto sviluppato per la tecnologia FDM. Presenta un'elevata resistenza meccanica, conferendo al materiale una buona robustezza. La presenza di particelle di carbonio lo rende rigido, ideale per applicazioni che richiedono stabilità strutturale. Anche la durezza è elevata, garantendo una buona resistenza all'usura.

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