Friedberg, 6 ottobre 2022. voxeljet AG (NASDAQ:VJET) sta ampliando il proprio portafoglio di servizi di stampa 3D on-demand. L’azienda offre ora anche componenti su richiesta in poliuretano termoplastico (TPU) utilizzando il processo di sinterizzazione ad alta velocità (HSS). Il materiale flessibile è caratterizzato da elasticità permanente, proprietà ammortizzanti e alta protezione dagli urti. I componenti in TPU sono utilizzati in particolare nell’industria calzaturiera, per imbottiture di caschi, selle o sedili, per tubi elastici e tubi flessibili nonché per sigillatura e confezionamento. Il materiale TPU utilizzato nel processo HSS è stato sviluppato da voxeljet insieme al produttore di materiali Covestro. I clienti beneficiano di componenti polimerici su misura e di alta qualità a prezzi ragionevoli.
Oltre al polimero standard PA12, il TPU è uno dei polimeri nella stampa polimerica 3D che è sempre più richiesto. Con le sue proprietà ammortizzanti, il materiale termoplastico si è affermato per decenni nella produzione di suole per scarpe, offre protezione dagli urti e viene utilizzato sempre più in tutti i settori: nell’industria della lavorazione delle materie plastiche, nell’industria automobilistica e dei beni di consumo, in aerospaziale e ingegneristico.
Utilizzando il processo HSS in combinazione con il materiale TPU, possiamo fornire un componente duro, altamente resiliente con proprietà morbide. Ciò apre possibilità applicative completamente nuove e molto individuali per la stampa 3D di componenti in plastica
Tobias Grun, Global Product ManagerVoxel AG
Diversi gradi di durezza grazie al processo HSS
Nella produzione di componenti polimerici, voxeljet sfrutta le speciali proprietà del materiale del TPU in combinazione con il processo HSS: il TPU può essere molto morbido ed elastico o molto duro e durevole. Queste proprietà possono essere influenzate in modo specifico in tutte e tre le dimensioni con l’aiuto della tecnologia HSS. Con la sinterizzazione ad alta velocità, uno strato sottile di polvere polimerica viene applicato su una piattaforma di costruzione riscaldata e le aree del componente vengono quindi bagnate con inchiostro termoassorbente. Usando la luce a infrarossi, le aree stampate della polvere di plastica si fondono, il materiale non stampato rimane sciolto. Il polimero viene applicato, stampato ed esposto strato per strato fino al completamento della costruzione del componente. Quanto è morbido o sodo il componente dipende dal volume caricato dell’inchiostro che assorbe gli infrarossi. Più un’area del campo di costruzione è colorata, più solido è il componente. Utilizzando le testine di stampa a getto d’inchiostro industriali, è possibile stampare diverse tonalità di grigio all’interno di uno strato e quindi è possibile realizzare diverse proprietà del prodotto per ogni strato. Oltre a questa stampa in scala di grigi, la forza di un componente può essere influenzata anche dalla geometria. Utilizzando strutture a traliccio con pareti di diverso spessore, vengono stampate geometrie che possono essere adattate ai singoli profili di carico per risparmiare materiale aggiuntivo. Utilizzando le testine di stampa a getto d’inchiostro industriali, è possibile stampare diverse tonalità di grigio all’interno di uno strato e quindi è possibile realizzare diverse proprietà del prodotto per ogni strato. Oltre a questa stampa in scala di grigi, la forza di un componente può essere influenzata anche dalla geometria. Utilizzando strutture a traliccio con pareti di diverso spessore, vengono stampate geometrie che possono essere adattate ai singoli profili di carico per risparmiare materiale aggiuntivo. Utilizzando le testine di stampa a getto d’inchiostro industriali, è possibile stampare diverse tonalità di grigio all’interno di uno strato e quindi è possibile realizzare diverse proprietà del prodotto per ogni strato. Oltre a questa stampa in scala di grigi, la forza di un componente può essere influenzata anche dalla geometria. Utilizzando strutture a traliccio con pareti di diverso spessore, vengono stampate geometrie che possono essere adattate ai singoli profili di carico per risparmiare materiale aggiuntivo.
Elasticità permanente a prezzi a richiesta interessanti
“Utilizzando il processo HSS insieme al materiale TPU, possiamo aggiungere proprietà morbide a un componente intrinsecamente duro e altamente resiliente. Ciò apre possibilità applicative completamente nuove e molto individuali per la stampa 3D di componenti in plastica”, afferma Tobias Grün, Product Manager di voxeljet AG. I componenti in TPU prodotti con il processo di stampa HSS hanno un’elasticità permanente a lungo termine ed eccellenti proprietà di rimbalzo. I test hanno dimostrato che questo processo raggiunge valori migliori di elasticità permanente rispetto alla sinterizzazione laser selettiva (SLS) con TPU di produttori diversi da Covestro. Il test citotossico completato con successo conferma anche che il contatto della pelle con il materiale non danneggia cellule e tessuti. Inoltre, non c’è scolorimento dei componenti. “Con il processo HSS, possiamo produrre parti polimeriche personalizzate su richiesta in alta qualità e a costi relativamente bassi. La sinterizzazione ad alta velocità è una soluzione economica, efficiente e che consente di risparmiare risorse grazie all’utilizzo di testine di stampa di grande formato. Il processo offre un enorme potenziale per prodotti orientati al futuro”, afferma Tobias Grün.
Partnership con il produttore di materiali Covestro
Il TPU, qualificato per il processo HSS, è stato lanciato da voxeljet insieme al produttore di materiali Covestro. “Grazie alla stretta collaborazione tra i produttori di materiali e macchine, siamo stati in grado di unire il nostro know-how congiunto, coordinare e ottimizzare la qualità dei componenti e il processo di stampa 3D”, spiega Tobias Grün. Con la cooperazione, le due società vogliono sviluppare materiali integrati e soluzioni di processo per la produzione economica di additivi su larga scala di componenti polimerici.
