Un filamento per la stampante 3D è un prodotto che si ottiene grazie al processo di estrusione di un polimero plastico.
In commercio hai la possibilità di scegliere tra tantissimi tipi di polimeri, ci sono quelli che derivano dal petrolio e quelli che presentano una struttura più ecologica, in questo caso si parla di biopolimeri.
I polimeri che provengono dall’uso del petrolio sono ad esempio l’ABS o il Nylon, mentre quelli di tipo biologico sono il PLA o il PHA.
Fin qui ti ho citato le due macro aree nelle quali vengono inseriti i polimeri impiegati nella stampa in 3D, e che si presentano sotto forma di filamenti che vengono estrusi per la realizzazione del tuo progetto, ma ti ho parlato solamente di quattro polimeri, mentre in commercio ne potrai trovare molti altri.
All’inizio le stampanti 3D venivano accompagnate prevalentemente da filamenti in ABS e Nylon, poi con lo sviluppo e la diffusione di questo genere di stampa i materiali si sono ampliati notevolmente, guardando anche alla riduzione dell’impatto ambientale.
Con il passare degli anni c’è stata una ricerca sempre più pressante nell’adoperare materiali biologici e che fossero eco sostenibili per la realizzazione del filamento da impiegare nelle stampe in tre dimensioni, in questo modo sono stati inventati tecnopolimeri biologici capaci di competere (per funzionalità) con le caratteristiche fisiche e meccaniche dei filamenti a base petrolifera.
Il filamento per stampa 3D più utilizzato è il PLA, questo è un biopolimero che deriva dal mais.
Il PLA deve il suo successo al facile impiego durante il processo di stampa, inoltre questo materiale ha un costo contenuto ed è come detto, eco sostenibile, tutti fattori che giocano a suo favore.
Si tratta di un materiale che non necessita di stampanti elaborate, dato che non ha bisogno né di un piano riscaldato né di temperature di utilizzo troppo alte, infatti per sciogliersi gli occorrono mediamente 180°C.
Attualmente, per ogni tecnologia di stampa o stampante 3D puoi accedere all’uso di moltissimi materiali, che non si presentano solo come filamenti ma anche in altri formati.
I materiali utili ai sistemi di produzione additive possono essere suddivisi in 3 grandi categorie:
I filamenti in metallo ad esempio si stanno affermando sempre di più, i filamenti base PLA e polvere metallica presenti attualmente sul mercato sono:
La versatilità del PLA ha condotto alla realizzazione di ulteriori materiali da destinare alla stampa 3D a filamento. Tra questi materiali speciali in commercio puoi scegliere tra:
Composto di PLA e materiali minerali: un altra tipologia che resiste alle alte temperature. Viene impiegato prevalentemente per oggetti che cercano una stabilizzazione delle geometrie attraverso i processi di post-produzione sotto raggi UV o in forno, si tratta di una tipologia di materiale rivolta soprattutto a professionisti
Anche in questo caso c’è il PLA mescolato con della fibra di legno in polvere o granelli.
La specificità di questi filamenti è meramente estetica in relazione alla colorazione tipica del tipo di legno impiegato. Anche dal punto di vista olfattivo gli oggetti che realizzerai attraverso questo genere di filamento in legno preservano il profumo che caratterizza l’essenza impiegata.
I filamenti in legno destinati alla stampa in tre dimensioni, presenti sul mercato vengono realizzati con essenze di vario genere, ecco un elenco parziale degli stessi:
Ma non c’è solo il legno. Quelli definiti come biomateriali sono svariati, i filamenti base PLA sono biodegradabili. Ecco alcune componenti mescolate al PLA:
Alga: un materiale biodegradabile al 100% a base di acido polilattico (PLA) e alghe naturali. Valido per la realizzazione di modelli in ambito artistico ed educativo.
Birra: un filamento realizzato grazie agli scarti di produzione della birra mescolati all’acido polilattico.
Caffè: anche gli scarti della produzione del caffè vengono impiegati per realizzare filamenti che si mescolano al PLA, se vuoi realizzare oggetti che abbiamo l’aroma di caffè questo filamento fa al tuo caso.
Uscendo da questi materiali compositi e biodegradabili, troverai l’ABS che è un termopolimero come già appurato all’inizio di questo articolo, è molto impiegato sia come filamento sia nella forma di granuli per la stampa che si avvale di tecnologie di produzione additiva ad estrusione.
Gli oggetti che realizzerai in ABS saranno leggeri e robusti.
Questo è un materiale maggiormente duttile rispetto al PLA e grazie a tale caratteristica viene impiegato prevalentemente in ambito automotive e in tutti quei settori nei quali si renda necessario realizzare prototipi funzionali invece che estetici, ma come detto l’ABS non è biodegradabile.
Tra i filamenti c’è anche il Polietilene Tereftalato ilo cosiddetto PET che è una resina termoplastica che può venire a contatto con gli alimenti. Si tratta di un materiale attraverso cui vengono realizzati i contenitori per il cibo e buona parte delle bottiglie di plastica.
Stampare in tre dimensioni impiegando il PET è utile se vuoi realizzare oggetti robusti e flessibili. Il PET ti permetterà di stampare prototipi che hanno un basso coefficiente di warping, similare a quello del PLA ed ha anche una buona resistenza meccanica molto vicina a quella dell’ABS.
Per quanto riguarda la post-produzione, il PET ha caratteristiche simili a quelle del PLA. Può essere levigato con carta abrasiva, ma lo puoi anche verniciare impiegando dei colori acrilici. Il PET è un materiale riciclabile al 100%, e anche questo aspetto lo rende interessante.
Il Policarbonato è tra i materiali termoplastici tra i più versatili. Si tratta di un materiale cha ha un’alta resistenza alla trazione e alla flessione, non a caso è stato definito come il materiale termoplastico più adatto al settore industriale.
Gli elastomeri termoplastici mettono assieme la robustezza dell’ABS con un’elasticità simile a quella della gomma.
Una delle tecniche maggiormente impiegate nel comparto dell’Additive Manufacturing è quella della “injection molding process”. Il processo prevede l’iniezione di materiale termo-plastico all’interno di uno stampo cavo, così che emergano nuove forme.
Se cerchi di realizzare oggetti colorati allora questo è il filamento che fa al tuo caso, il Nylon ha qualità igroscopiche che lo rendono permeabile alle tinture e utile quindi per splendide colorazioni.
Questo filamento ha un unico problema, è difficile da conservare, ti consiglio quindi di essiccare il materiale prima di effettuare la stampa.
I costi dei filamenti destinati alla stampa 3D cambiano a seconda del materiale.
I filamenti in e legno hanno un costo variabile che si aggira dai 28€ per arrivare anche a 40€, non ti consiglio di spendere meno di 28€ per 1Kg di filamento da 1.75mm.
I filamenti che danno l’effetto metallizzato partono da un minimo di 20/21€ sempre per un chilo di bobina.
Per un buon PLA potrai spendere una cifra che parte da 22€ fino ad arrivare a cifre anche molto più alte.
Invece per un effetto setoso e lucido, il filamento PLA può partire da 26€.
Per il PLA che emula l’effetto marmo potrai spendere sulle 25€ per un buon filamento da un Kg di bobina.
Se invece scegli i costi si riducono, una bobina può costare 16€ o più, ancor più basso il costo per i filamenti in PET che puoi trovare sul mercato a partire da 10€ e poco più.
I filamenti per stampante 3D non sono assimilabili ad un unico modello, ce ne sono di varie tipologie e di diverse composizioni, tra l’altro un filamento può andare bene per una stampante ma non per un altra, quindi prima di effettuare qualunque acquisto tieni conto di ciò.
Dovrai tener conto del filamento che vuoi acquistare in rapporto alla stampante 3D che hai, e preso atto di ciò il lavoro di ricerca del giusto filamento potrebbe rivelarsi anche lungo e frustrante.
Come avrai notato le tipologie di materiali presenti nei diversi filamenti possono anche portare alla confusione, quindi dovrai partire dal tipo di progetto che vuoi realizzare, solo con questi tre elementi potrai scegliere il giusto filamento per la tua stampante e per il tuo modellino.
