3DXTECH lancia FR-PC, policarbonato ritardante di fiamma per sistemi ad alta tensione nei veicoli elettrici
3DXTECH, azienda con sede nel Michigan specializzata in filamenti tecnici per sistemi FFF/FDM, amplia la piattaforma di sviluppo 3DXLabs con FR-PC, un nuovo policarbonato ritardante di fiamma pensato per componenti elettrici e automobilistici soggetti ad alta tensione e carichi termici prolungati. Il materiale nasce esplicitamente per rispondere alle esigenze di sicurezza dei sistemi HV dei veicoli elettrici, dove isolamento elettrico, stabilità dimensionale e comportamento al fuoco devono essere controllati in modo molto più rigoroso rispetto alla prototipazione generica.
3DXLabs: sviluppo condiviso tra R&D e utilizzatori finali
Con la piattaforma 3DXLabs, lanciata nel 2025, 3DXTECH ha strutturato un programma di sviluppo in cui una selezione di clienti industriali, progettisti e centri R&D può accedere in anticipo a formulazioni in versione “R&D grade”. Questi utenti testano i materiali in condizioni reali – linee di assemblaggio, banchi prova, celle climatiche, banchi HV – e rimandano dati e feedback direttamente al team di sviluppo.
In questo modo, la transizione da “materiale sperimentale” a prodotto di serie passa attraverso cicli iterativi brevi: si raccolgono dati su stampabilità, stabilità dimensionale, comportamento sotto carico termico ed elettrico, compatibilità con le geometrie tipiche di connettori, alloggiamenti elettronici, canalizzazioni e staffe di fissaggio. FR-PC è uno degli ultimi materiali emersi da questo processo, con un focus dichiarato sulle applicazioni EV.
FR-PC: policarbonato ritardante di fiamma per componenti HV
FR-PC è un filamento in policarbonato formulato come materiale ritardante di fiamma e pensato per lavorare in presenza di:
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Alta tensione (linee HV dei veicoli elettrici, fino a qualche centinaio di volt in DC e AC a bordo veicolo)
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Temperature elevate e prolungate, tipiche delle zone vicine a inverter, caricabatterie on-board, convertitori DC-DC, unità di distribuzione di potenza
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Inquinanti ambientali (polvere, condensa, sali) che possono favorire fenomeni di tracciamento superficiale
Il materiale viene proposto come filamento per sistemi FFF con camera riscaldata e si inserisce nella gamma di policarbonati e blend PC-based di 3DXTECH, ma con una combinazione specifica di comportamento al fuoco e isolamento elettrico.
Le caratteristiche chiave dichiarate per FR-PC sono:
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Classificazione UL94 V-0 su spessore di 1,5 mm
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Indice CTI (Comparative Tracking Index) pari a 600 V secondo IEC 60112
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Stabilità dimensionale e prestazioni meccaniche consistenti su un ampio intervallo di temperatura
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Posizionamento esplicito come materiale “perfetto per applicazioni EV”
Questi valori indicano un policarbonato pensato per componenti che devono resistere sia alla fiamma sia alla formazione di percorsi conduttivi superficiali in ambienti contaminati o umidi.
Che cosa significano UL94 V-0 e CTI 600 V nella progettazione elettrica
Per contestualizzare il posizionamento di FR-PC, è utile chiarire cosa rappresentano le due grandezze principali richiamate da 3DXTECH.
UL94 V-0 è una delle classificazioni della norma UL 94 applicata ai materiali plastici. Nella prova in configurazione verticale, per ottenere V-0 un provino deve:
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fermare la combustione entro 10 secondi dopo ogni applicazione della fiamma,
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non raggiungere il morsetto di fissaggio con la combustione,
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non sgocciolare particelle incandescenti in grado di incendiare il cotone posto al di sotto.
Il requisito V-0 a 1,5 mm indica che la formulazione mantiene un comportamento autoestinguente anche a spessori relativamente sottili, tipici di pareti di connettori, cover e alloggiamenti compatti.
L’indice di tracciamento comparativo (CTI) pari a 600 V è legato invece alla capacità del materiale isolante di resistere alla formazione di percorsi conduttivi superficiali (tracking) in presenza di tensione, umidità e contaminanti. In termini di classificazione IEC:
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un CTI ≥ 600 V colloca il materiale nel gruppo migliore per resistenza al tracking, riducendo il rischio di archi superficiali e cortocircuiti
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un CTI più elevato permette al progettista di ridurre, a parità di sicurezza, le distanze di isolamento superficiali (creepage) tra parti in tensione e zone accessibili o tra conduttori diversi.
Per i sistemi HV dei veicoli elettrici – dove i cablaggi, i moduli di potenza e le interfacce di ricarica lavorano con tensioni elevate su spazi ridotti – la combinazione UL94 V-0 / CTI 600 V rende FR-PC interessante per connettori HV, alloggiamenti di relè e contattori, moduli di distribuzione, cover per busbar e componenti posti vicino a PCB di potenza.
Dalle blend FR-PC-ABS al policarbonato puro: perché serviva un nuovo materiale
3DXTECH aveva già in gamma un materiale FR-PC-ABS, cioè una miscela policarbonato/ABS con additivi ritardanti di fiamma. Questa tipologia di blend è molto utilizzata perché combina:
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buona resistenza agli urti
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lavorabilità su stampanti FFF “avanzate ma non estreme”
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comportamento al fuoco controllato
Secondo quanto dichiarato dall’azienda, la domanda arrivata dal settore EV ha evidenziato la necessità di:
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un materiale con maggior continuità di prestazioni a temperatura elevata, come ci si aspetta dal policarbonato rispetto a molte blend PC-ABS
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una focalizzazione specifica sull’isolamento elettrico e sul CTI, essenziale per componenti destinati ai circuiti HV
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una formulazione considerata più in linea con gli obiettivi di sostenibilità del mercato EV, anche in termini di riduzione di materiali bromurati o di additivi meno compatibili con alcune linee guida ambientali (aspetto sul quale le aziende del settore si stanno muovendo in modo progressivo).
FR-PC nasce quindi come evoluzione orientata alle applicazioni di bordo veicolo più critiche dal punto di vista elettrico, non come semplice variante di un generico PC-FR da laboratorio.
Applicazioni possibili nei sistemi HV dei veicoli elettrici
Nel contesto EV, un policarbonato ritardante di fiamma con CTI 600 V può trovare spazio in una serie di componenti stampati in 3D a basso e medio volume, ad esempio:
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Connettori e interfacce HV tra moduli batteria, inverter, caricabatterie e cablaggi di potenza
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Alloggiamenti e cover per relè, contattori e sensori di corrente, dove serve garantire isolamento tra parti in tensione e parti accessibili o fissaggi metallici
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Canaline e supporti per cavi HV, soprattutto quando è necessario integrare percorsi complessi, staffe o agganci direttamente nel componente stampato
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Distanziatori, supporti e barre di isolamento in prossimità di busbar o barre collettrici, dove il CTI elevato aiuta a ridurre il rischio di tracking lungo le superfici
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Componenti custom per banchi prova HV e attrezzaggi di laboratorio: maschere, supporti, alloggiamenti per sensori e cablaggi che devono lavorare in camere climatiche, ambienti umidi o contaminati.
Rispetto a materiali non ritardanti di fiamma, l’utilizzo di un PC FR con V-0 e CTI 600 V permette di avvicinare maggiormente le superfici in tensione, ridurre gli ingombri e progettare cover più sottili senza sacrificare i margini di sicurezza elettrica.
Condizioni di stampa e requisiti di processo
Dal punto di vista della produzione, FR-PC è esplicitamente classificato come materiale per stampanti con camera riscaldata. Le indicazioni fornite dagli ingegneri 3DXTECH sottolineano che:
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una camera a 90 °C o superiore garantisce i risultati più stabili
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in mancanza di camere molto spinte, si possono ottenere buoni risultati con camera intorno a 60–70 °C, piano a circa 120 °C e preparazione del piano con specifici adesivi per alte temperature
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il materiale va gestito come tipico PC tecnico:
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essiccazione accurata del filamento
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velocità di stampa moderata
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attenzione alla gestione delle tensioni interne per minimizzare deformazioni e fessurazioni.
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Si tratta quindi di un materiale destinato più a sistemi FFF professionali o semi-industriali che non a stampanti desktop basiche.
Colorazioni disponibili e gestione estetica/funzionale
FR-PC è proposto in tre colorazioni principali:
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naturale, utile per controlli visivi su spessori, difetti e integrare eventuali inserti visibili
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nero, spesso preferito per componenti in compartimenti motore o in zone in cui si desidera ridurre riflessi e rendere meno visibile il cablaggio
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arancione, colore tipico dei cablaggi e delle parti HV nel settore automotive, che aiuta a identificare immediatamente i circuiti ad alta tensione per motivi di sicurezza e manutenzione.
La disponibilità di un arancione “HV” già in formulazione ritardante di fiamma semplifica la conformità alle regole di identificazione visiva dei cablaggi HV, senza dover ricorrere a verniciature o sovrastampe.
Tendenza di mercato: materiali ritardanti di fiamma e trasparenza sui dati
L’introduzione di FR-PC si inserisce in un quadro più ampio in cui:
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i produttori di filamenti, come 3DXTECH, ampliano l’offerta di materiali FR specifici per settori elettrici ed elettronici, con dichiarazioni sempre più precise su UL94, CTI, temperature di esercizio e requisiti di stampa;
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altri attori, come Recreus con il sistema Filaflex 2.20, spostano il focus sulla ripetibilità e velocità delle soluzioni per elastomeri tecnici, ma sempre in chiave di applicazioni finali e non solo di prototipi;
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realtà come Filamentive stanno iniziando a pubblicare profili di sostenibilità dei materiali, con dati strutturati su origine dei polimeri, contenuto riciclato, imballaggi e gestione di fine vita, per permettere scelte più consapevoli anche in ambito industriale.
In questo contesto, FR-PC può essere letto come un tassello nella transizione dalla stampa 3D “solo prototipi” verso componenti funzionali e di sicurezza, dove la disponibilità di dati normativi (UL, IEC), parametri elettrici e indicazioni di processo è ormai un requisito minimo.
Prospettive per progettisti e fornitori di sistemi EV
Per chi progetta componenti HV per veicoli elettrici, avere un policarbonato ritardante di fiamma con CTI 600 V disponibile sotto forma di filamento significa poter:
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effettuare validazioni rapide di nuove geometrie di connettori, alloggiamenti e cover senza passare subito per stampi ad iniezione
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produrre piccole serie e componenti custom per varianti di veicolo, prove su flotte limitate, retrofit o applicazioni speciali
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sperimentare nuove architetture di cablaggio e distribuzione di potenza in cui il design delle parti plastiche è strettamente legato al percorso dei conduttori.
Per i fornitori di sistemi e per gli integratori, l’accesso a materiali come FR-PC attraverso programmi tipo 3DXLabs consente di portare direttamente nel ciclo di R&D filamenti “quasi di serie”, con cui è possibile iniziare a raccogliere dati di campo in tempi ridotti, mantenendo al tempo stesso un dialogo diretto con il produttore del materiale per eventuali affinamenti.
