Filamenti ferritici per EMC: stampa 3D fino a 20 GHz

Introduzione ai ferritici stampabili per l’EMC
Telemeter Electronic ha lanciato un filamento FDM da 1,75 mm formulato con polveri ferritiche per la stampa di componenti assorbitori di onde elettromagnetiche su un’ampia banda di frequenze, da poche decine di MHz fino a 20 GHz. Questa innovazione si affianca alle soluzioni tradizionali – pannelli prefabbricati, vernici conduttive o piastre in gomma ferritica – offrendo la libertà di realizzare geometrie complesse e soluzioni su misura.

Composizione e caratteristiche del materiale
Il nuovo materiale è un composito polimerico caricante ferriti ad alta perdita dielettrica e magnetica. Le proprietà sono definite da:

• Permeabilità e permittività controllate, per garantire attenuazione selettiva su varie bande RF

• Elevato fattore di perdita, che trasforma in calore l’energia dei segnali indesiderati

• Compatibilità con stampanti FDM standard, senza necessità di hotend speciali oltre i 300 °C

Grazie all’omogeneità nella dispersione delle particelle e al processo di estrusione calibrato, il filamento assicura diametro costante e affidabilità di stampa.

Vantaggi della stampa 3D rispetto alle soluzioni convenzionali

1. Personalizzazione delle forme
   – strutture a nido d’ape, griglie multistrato o profili a gradiente di densità, ottimizzate tramite simulazioni elettromagnetiche (CST Studio, Ansys HFSS)
   – forme conformi all’involucro di un’antenna o a cavità complesse di un sistema RF

2. Adattamento preciso alla banda operativa
   – variazione dello spessore e del riempimento (infill) per modulare la costante dielettrica e la perdita
   – possibilità di progettare assorbitori tarati su frequenze specifiche utilizzate in ambito aerospaziale (L-band, S-band, X-band), automotive (radar a 77 GHz) o IoT

3. Riduzione di peso e ingombri
   – geometrie reticolari ad alta efficienza meccanica
   – integrazione diretta nel pezzo, eliminando supporti e incastri aggiuntivi

Applicazioni e casi d’uso
Tra i settori più interessati figurano:

• Sistemi radar e contromisure elettroniche, dove la discrezione e la forma devono adattarsi a superfici curve

• Prototipazione di satelliti CubeSat, che richiedono schermature leggere e profilate intorno ai moduli di comunicazione

• Elettronica di potenza per veicoli elettrici, con necessità di limitare le emissioni elettromagnetiche in spazi ristretti

• Dispositivi medicali dotati di connettività wireless, che devono rispettare rigorosi requisiti di compatibilità

Confronto con altri produttori
Oltre a Telemeter Electronic, realtà come Laird Performance Materials e Emerson & Cuming offrono pannelli e vernici assorbenti, ma non propongono filamenti per stampa 3D. PoliMaker e FormFutura forniscono compositi carichi, tuttavia la specificità del caricamento ferritico e la taratura fino a 20 GHz rendono unica la proposta di Telemeter.

Flusso di lavoro e ottimizzazione
Il processo tipico prevede:

1. Progettazione CAD del pezzo, con inserimento di zone a densità variabile

2. Simulazione elettromagnetica per valutare assorbimento e scattering

3. Slicing e parametrizzazione di infill e spessori in software open source (Ultimaker Cura, PrusaSlicer)

4. Stampa FDM con estrusore capace di gestire temperature oltre i 300 °C

5. Verifica in camera anecoica o in stanza schermata, utilizzando network analyzer per misure di riflessione (S₁₁) e trasmissione (S₂₁)

Prospettive di sviluppo
Telemeter Electronic sta esplorando cariche ibride – ferrite + carbonio o ossido di ferro + grafene – per estendere la banda utile fino alle onde millimetriche (30–300 GHz) e diminuire la percentuale di materiale, mantenendo alte prestazioni.