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Materie plastiche per la stampa 3D e la produzione
Le materie plastiche sono materiali costituiti da polimeri, le cui proprietà si possono regolare in modo mirato attraverso il materiale di base, il processo di produzione e gli additivi. Sul PROTIQ Marketplace trovi materie plastiche per la sinterizzazione laser selettiva (SLS), il PolyJet e MultiJet Modeling e la stereolitografia (SLA) – solo per la sinterizzazione laser oltre 20 materie plastiche, da PA12, PA11 e PA6 fino al TPU. Inoltre puoi richiederci componenti in plastica realizzati con lavorazione CNC, colata sotto vuoto o stampaggio a iniezione.
In questa pagina scoprirai in cosa si differenziano le materie plastiche, quali sono adatte a quale processo e a cosa fare attenzione per quanto riguarda la durezza Shore.
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Carica ora il file«La scelta della materia plastica è determinata principalmente dalle condizioni d’impiego, come carichi meccanici, temperatura e contatto con i fluidi. Allo stesso tempo, il processo di produzione influisce in modo considerevole su una scelta del materiale ottimale dal punto di vista tecnico ed economico. Il fattore decisivo per il successo non risiede quindi solo nella conoscenza delle proprietà dei materiali, ma anche nella comprensione delle moderne possibilità di produzione. Considerare i singoli processi in modo isolato non basta. È più efficace combinare in modo mirato le tecnologie di produzione per unirne i punti di forza e compensarne i punti deboli.»
Marcel Kaiser, PROTIQ GmbH
Quali tipi di materie plastiche esistono?
In base al loro comportamento meccanico e termico, le materie plastiche si suddividono in termoplastici, termoindurenti ed elastomeri. Scegliendo il materiale di base, il processo di produzione e gli additivi è possibile variare in modo mirato proprietà come resistenza alla rottura, elasticità, durezza, resistenza alla temperatura e alla deformazione termica e resistenza chimica.
Termoplastici
I termoplastici sono costituiti da catene polimeriche e, applicando calore, possono essere ripetutamente ammorbiditi, deformati e portati a fusione. Dopo il raffreddamento, il pezzo mantiene la sua nuova forma. Quasi tutte le materie plastiche della sinterizzazione laser – ad esempio PA12, PA11 o TPU – sono termoplastici.
Termoindurenti
I termoindurenti sono formati da polimeri a reticolazione fitta. A differenza dei termoplastici, il riscaldamento non li rende deformabili plasticamente, ma provoca la decomposizione del materiale. Per questo i termoindurenti non possono essere riciclati tramite rifusione. Una volta induriti sono duri e fragili e possono essere lavorati solo meccanicamente.
Elastomeri
Gli elastomeri sono molto flessibili e possono modificare temporaneamente la loro forma sotto pressione o trazione. Questa proprietà si basa su polimeri a reticolazione lasca. Come i termoindurenti, gli elastomeri si decompongono a temperature troppo elevate. Gli elastomeri termoplastici come il TPU uniscono la flessibilità degli elastomeri alla lavorabilità dei termoplastici.
Stampa 3D
Materie plastiche per la sinterizzazione laser selettiva (SLS)
Nella sinterizzazione laser selettiva si lavorano soprattutto poliammidi (PA). Si distinguono per l’elevata resistenza meccanica e la stabilità a lungo termine e resistono a numerose sostanze chimiche. Poiché la polvere circostante sostiene il componente, non servono strutture di supporto.
Sul PROTIQ Marketplace, tra le materie plastiche disponibili per la sinterizzazione laser ci sono:
- PA12 – in bianco, grigio e naturale, oltre che caricato con microsfere di vetro, caricato con alluminio, ignifugo (anche privo di alogeni) e in una variante rilevabile per il contatto con alimenti
- PA11 – da materie prime rinnovabili (olio di ricino), anche in nero, caricato con fibra di carbonio, elettricamente dissipativo (ESD) e per il contatto con alimenti
- PA6 – in nero e caricato con fibra di vetro o di carbonio per un’elevata resistenza meccanica e alla deformazione termica
- Materie plastiche flessibili – TPU con 75 e 80 Shore A, TPA e PP high flex
- PP e PEKK – polipropilene, ad es. PP nero con bassa deformazione, e il polimero ad alte prestazioni PEKK
Stampa 3D
Materie plastiche per il PolyJet e MultiJet Modeling
Nel PolyJet e MultiJet Modeling, combinando diverse resine si ottengono materiali compositi con proprietà personalizzate – da gommosi a rigidi. Le plastiche liquide consentono di realizzare componenti delicati con superfici molto lisce, facili da rifinire.
- Materiali gommosi – TangoBlack+ e i Digital Materials da DM 9840 a DM 9895 con durezze da 27 a 95 Shore A
- Materiali rigidi – VeroWhite+, il traslucido VeroClear e Digital ABS
Le caratteristiche del materiale desiderate le definisci direttamente nel configuratore online.
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Stampa 3D
Materie plastiche per la stereolitografia (SLA)
Nella stereolitografia, la resina liquida viene indurita strato dopo strato con un laser UV. I componenti si distinguono per una riproduzione dei dettagli particolarmente fine e una superficie liscia e di alta qualità.
Sono disponibili tre varianti di resina che – come suggerisce il nome – si distinguono per trasparenza, resistenza alla temperatura o tenacità:
- Clear – incolore e trasparente
- High Temp – per applicazioni con carichi termici elevati
- Tough – particolarmente tenace e resistente
Altri processi
Componenti in plastica con lavorazione CNC e colata
Non tutti i componenti in plastica devono essere stampati. Possono essere realizzati anche per asportazione di truciolo con lavorazione CNC oppure con colata sotto vuoto e stampaggio a iniezione. A seconda del componente e del materiale, puoi scegliere il processo direttamente nel configuratore o semplicemente richiederci il tuo progetto – dal pezzo singolo alla serie.
Lavorazione CNC
Con tornitura e fresatura si ottengono componenti con elevata precisione dimensionale e qualità superficiale definita – per pezzi singoli e prototipi come per le serie.
Colata sotto vuoto
La resina da colata viene aspirata sotto vuoto in uno stampo in silicone, ricavato di solito da un modello master stampato in 3D. A seconda del componente, ogni stampo consente circa 25 colate – ideale per piccole serie.
Stampaggio a iniezione
Lo stampaggio a iniezione è uno dei processi più diffusi per componenti in plastica in grandi quantità. La plastica viene iniettata in uno stampo e il pezzo finito si ottiene in un’unica fase di lavoro.
Le principali materie plastiche a confronto
La seguente panoramica mostra le proprietà e gli impieghi tipici delle principali materie plastiche tecniche. Quali siano adatte al tuo componente dipende dal processo di produzione – dopo il caricamento, il configuratore ti mostra tutti i materiali ordinabili direttamente. Puoi richiederci altre materie plastiche in qualsiasi momento.
| Materia plastica | Proprietà | Impiego tipico |
|---|---|---|
| Poliammide (PA) | Elevata resistenza e rigidità, buona resistenza all’abrasione e all’usura, eccellente resilienza, resistente ai solventi organici; ancora più rigida con fibre di vetro o di carbonio | Materiale tecnico per componenti funzionali |
| Policarbonato (PC) | Trasparente, elevata resistenza, resilienza, rigidità e durezza, buon isolante elettrico; resistente ad acqua, acidi diluiti e a molti oli, grassi e alcoli | Alternativa al vetro, componenti isolanti |
| Polietilene (PE) | Bassa resistenza, durezza e rigidità, ma elevata duttilità, resilienza e buone proprietà di scorrimento; più bassa è la cristallinità, più è trasparente; resistente ad acqua, acidi, basi, alcoli, oli e benzina | Parti di scorrimento e parti esposte ad agenti chimici |
| Polistirene (PS) | Da trasparente come il vetro a espanso bianco; elevata rigidità con durezza e resistenza medie, bassa resilienza; resistente a grassi, oli e ad acidi e basi a bassa concentrazione | Parti trasparenti o espanse |
| Acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS) | Resistente alla rottura, elevata resilienza e durezza superficiale, buona resistenza agli agenti atmosferici e chimici; facilmente rivestibile, ad es. cromabile | Alloggiamenti e parti con superfici rivestite |
| Etilene-vinil acetato (EVA) | Copolimero di etilene e vinil acetato; insensibile al freddo, con flessibilità simile alla gomma; all’aumentare del contenuto di vinil acetato diminuiscono resistenza, rigidità e resistenza chimica | Parti flessibili resistenti al freddo |
| Polibutilene tereftalato (PBT) | Stabilità dimensionale molto elevata, elevata resistenza e rigidità, buone proprietà di attrito e usura, buona resistenza ai solventi, buon isolante elettrico | Cuscinetti a strisciamento e a rulli, ingranaggi |
| Polimetilmetacrilato (PMMA) | Trasparente e lucidabile, con trattamento adeguato molto resistente ai graffi; resistenza media, elevata rigidità e durezza; resistente agli agenti atmosferici e all’invecchiamento | Alternativa al vetro (noto come Plexiglas®) |
| Poliossimetilene (POM) | Elevata resistenza, durezza e rigidità, basso attrito, buona resistenza all’abrasione, eccellenti proprietà elastiche; resistente a molti agenti chimici, acidi, basi, oli e alcoli | Componenti funzionali in meccanica di precisione e costruzione di apparecchiature |
| Polipropilene (PP) | Una delle plastiche di largo consumo più utilizzate; bassa densità, ottima resistenza alla fatica, resistenza, rigidità e resilienza nella media | Imballaggi, cerniere integrali |
| Elastomeri termoplastici (TPE) | Flessibili come gli elastomeri, ma possono essere plastificati ripetutamente con il calore e dopo il raffreddamento tornano permanentemente elastici | Componenti flessibili |
| Poliuretano termoplastico (TPU) | Elastico e resistente all’usura, resistente a oli e grassi, buona resistenza all’abrasione | Versatile, ad es. per parti flessibili e resistenti all’abrasione |
La durezza Shore spiegata in modo semplice: quale durezza serve al tuo componente?
La durezza Shore indica quanto è morbida o dura una materia plastica e viene espressa sulle scale Shore 00, Shore A e Shore D. I materiali flessibili come il TPU si collocano sulla scala Shore A: nella sinterizzazione laser il TPU è disponibile con 75 e 80 Shore A, nel processo PolyJet ci sono materiali gommosi da 27 a 95 Shore A. Le plastiche rigide come le resine SLA vengono indicate in Shore D.
La scelta della giusta durezza Shore è decisiva quando ordini sulla nostra piattaforma componenti per la tua produzione industriale – soprattutto con materiali flessibili come il TPU. La durezza Shore influisce direttamente sulla funzione del componente, dalla flessibilità allo smorzamento fino alla resistenza all’abrasione.
Il nostro diagramma Shore ti aiuta a capire e confrontare rapidamente le tre scale più importanti.
Che cos’è la durezza Shore?
La durezza Shore è una misura normalizzata a livello internazionale della durezza di elastomeri e materie plastiche. Si misura con un durometro, che determina la resistenza del materiale alla penetrazione di un penetratore normalizzato. Stabilisce come si comporta un componente sotto carico – se cede, smorza, resta flessibile o mantiene la forma.
Le tre scale Shore in sintesi
Shore 00 – estremamente morbido
Per materiali molto morbidi.
Esempi tipici: gel pad, componenti soft-touch, schiume morbide.
Impieghi: smorzamento, imbottitura, protezione.
Shore A – da morbido a medio-duro
La scala più importante per gomma, elastomeri e plastiche flessibili.
Esempi tipici: O-ring, guarnizioni, gomme per cancellare, suole di scarpe.
Impieghi: tecnica di tenuta, componenti flessibili, assorbimento degli urti.
Shore D – duro
Per plastiche resistenti e dimensionalmente stabili.
Esempi tipici: rulli, componenti tecnici in plastica, caschi di protezione.
Impieghi: alloggiamenti, componenti sotto carico.
Cosa ti permette di fare il nostro diagramma
- Valutare se un materiale è extra morbido, morbido, medio-duro, duro o extra duro
- Confrontare direttamente Shore 00, Shore A e Shore D
- Orientarti grazie a esempi quotidiani (ad es. gomma per cancellare, pneumatico, casco di protezione)
- Scegliere il materiale in modo più rapido e sicuro durante l’ordine
Quale durezza Shore per quale applicazione?
Bassa durezza Shore (morbido)
- elevata flessibilità
- buono smorzamento
- ideale per guarnizioni, imbottiture, disaccoppiamento
Media durezza Shore
- rapporto equilibrato tra durezza e flessibilità
- adatta per parti stampate tecniche, elementi antivibranti, elastomeri
Alta durezza Shore (duro)
- elevata stabilità dimensionale
- buona resistenza all’abrasione e alla compressione
- ideale per rulli, alloggiamenti, componenti funzionali in plastica
Domande frequenti sulle materie plastiche nella produzione
Quale materia plastica è adatta per componenti funzionali nella stampa 3D?
Il PA12 è una delle materie plastiche più utilizzate nella sinterizzazione laser selettiva ed è particolarmente adatto per prototipi resistenti, campioni funzionali, piccole serie e componenti tecnici con geometrie complesse. Per requisiti più elevati di resistenza meccanica e alla deformazione termica sono disponibili poliammidi caricate con fibra di vetro o di carbonio, come il PA6 caricato con fibra di carbonio.
Qual è la differenza tra PA11 e PA12?
Entrambe sono poliammidi per la sinterizzazione laser selettiva. Il PA11 è prodotto da materie prime rinnovabili (olio di ricino) e, secondo la scheda tecnica, è nettamente più duttile, con un allungamento a rottura di circa il 45% rispetto a circa il 20% del PA12. Il PA12, invece, è leggermente più leggero ed è disponibile in moltissime varianti, ad esempio caricato con microsfere di vetro o ignifugo.
Quali materie plastiche resistono particolarmente al calore?
Nella sinterizzazione laser, il PA6 caricato con fibra di vetro e quello caricato con fibra di carbonio raggiungono, secondo la scheda tecnica, una temperatura di deformazione termica di circa 200 °C (a 1,80 MPa). Il polimero ad alte prestazioni PEKK ha un punto di fusione di 298 °C. Nella stereolitografia, High Temp è una resina particolarmente resistente alla temperatura.
Esistono materie plastiche trasparenti per la stampa 3D?
Sì. La stereolitografia offre la resina incolore Clear, il processo PolyJet il traslucido VeroClear. Entrambi sono adatti per componenti che devono lasciar passare la luce.
Quale materia plastica è elettricamente dissipativa?
Per componenti che devono proteggere dalle scariche elettrostatiche, nella sinterizzazione laser selettiva è disponibile il PA11 ESD. Il materiale è adatto, ad esempio, per applicazioni nella produzione elettronica. Scopri il PA11 ESD
Esistono materie plastiche per il contatto con alimenti?
Sì. Nella sinterizzazione laser sono disponibili PA11 blue food grade e PA12 blue MDT food grade che, secondo la scheda tecnica, sono adatti per applicazioni a contatto con alimenti. Il PA12 blue MDT è inoltre rilevabile.
Esistono materie plastiche ignifughe?
Sì. Per la sinterizzazione laser selettiva è disponibile il PA12 ignifugo, anche in una variante priva di alogeni.
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