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Materiali Termoplastici

I materiali termoplastici sono tra i polimeri più utilizzati nella manifattura additiva per la loro versatilità ed il loro costo accessibile. Si prestano bene a varie tipologie di applicazione e garantiscono lavorabilità molto elevata alle macchine utensili (CNC e stampaggio ad iniezione) molto elevata e prestante. Tra i più noti ed utilizzati spiccano il PLA, l’ABS, il Nylon ed il TPU. Esistono diverse tecnologie additive in grado di posare in opera questi materiali, tra cui le tecniche di fabbricazione additiva a filamento (FDM e CFR) e fusione selettiva di polveri (SLS). Nell’ambito dell’additive manufacturing, i materiali più utilizzati sono sicuramente il PLA, l’ABS, il PA6, il PA11, il PA12. 

Tecnopolimeri

A differenza delle classiche materie plastiche (come termoplastici e termoindurenti), i tecnopolimeri sono dei materiali che hanno delle proprietà chimico-fisiche molto elevate e che spesso vengono utilizzati in sostituzione alle leghe metalliche per le loro caratteristiche meccaniche, termine e di resistività chimica. Trovano un largo impiego nel mondo dell’Additive Manufacturing in quanto risultano molto difficili da lavorare con le tecniche di produzione tradizionale, e gli scarti (trucioli) possono generare un costo davvero proibitivo. Esistono tecniche di fabbricazione additiva (FDM e CFR) in grado di lavorare tecnopolimeri come, ad esempio, Ultem (PEI) e Onyx (PA& caricato con microparticelle di carbonio), corredati di certificazioni V0 (UL-94) e di antistaticità (ESD).

Supermateriali

Come dice la parola stessa, i supermateriali sono materiali con prestazioni specifiche (resistenza in temperatura, resistenza chimica) molto superiori rispetto alla media e tra questi ci sono sia materiali polimerici che metallici. Quando si parla di questi materiali i numeri, in termini di volume di produzione, sono sempre piccoli o medio-piccoli. Per questo motivo risultano di difficile impiego nelle lavorazioni tradizionali per asportazione di truciolo, mentre risultano ampio impiego nel mondo dell’Additive Manufacturing e, più specificatamente, in settori come l’aerospaziale, motorsport e medicale. Tra questi spiccano sicuramente materiali come le superleghe di Nichel (Inconel 625 e 718), oltre che materiali polimerici con resistenza chimica e termica elevatissime (Rigid 10K, xPeek e Hi-Temp 300). 

Compositi

Molto conosciuti ed utilizzati nel mondo dell’industria manifatturiera e non solo, i compositi sono costituiti da più materiali con lo scopo di sfruttare le caratteristiche chimico-fisiche di materiali di natura differente, al fine di ottenere delle performance specifiche (leggerezza, elevata resistenza a rottura, ecc). Esistono diverse tipologie di materiali compositi, in base alla tipologia di fibra utilizzata (polvere, fibra corta, fibra lunga). Nel mondo dell’Additive Manufacturing esistono diverse tipologie di materiali come il PA6 caricato con polvere di carbonio, oltre che il PA11 e PA12 caricati fibra di carbonio, vetro, alluminio fibra mineraria. Le tecnologie in grado di utilizzare questi materiali sono l’SLS, l’FDM ed il CFR. Esistono infine altre varianti di materiali compositi rinforzati in fibra continua: in questo caso viene utilizzata una matrice che può essere Onyx o Ultem, ed un rinforzo in fibra pura come il carbonio, il vetro ed il kevlar.

Fondibili

Quando si parla di produzione “indiretta”, non si può non pensare alla categoria dei materiali fondibili.  Questi consentono di realizzare, con facilità e precisione, particolari con forme lineari oppure caratterizzati da geometrie complesse, di difficile realizzazione con i metodi di produzione tradizionale per asportazione di truciolo. In questo contesto, la realtà della fabbricazione additiva è ormai consolidata per vari campi di applicazione, come la gioielleria ed il mondo della fusione a cera persa in generale. Ci sono diverse tecnologie di additive manufacturing che consentono di processare materiali di questo tipo, come ad esempio l’SLA, il DLP ed il MJP. Tra i materiali fondibili più conosciuti ed utilizzati ci sono Figure 4 JCAST-GRN 10, Accura Fidelity, VisiJet Wax Jewel Red e Castable Wax.

Metalli

I materiali metallici (comprese le loro leghe) costituiscono uno dei pilastri portanti dell’industria manifatturiera industriale, viste le caratteristiche fisiche e meccaniche e la versatilità in termini applicativi. Nel mondo della stampa 3D, le leghe metalliche sono molto utilizzate per la produzione di piccoli lotti di produzione o parti “speciali”, dove vengono richieste prestazione meccanica (motorsport e aerospace) o certificazioni medicali. I materiali più diffusi sono acciai alto legati (17-4 Ph, acciai maraging), leghe di titanio e cromo cobalto, superleghe di nichel (Inconel 625 e 718). Le tecnologie per materiali metallici ad oggi più diffuse ed utilizzate sono quelle a letto di polvere e quella a filamento.

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