La stampa 3d e le polveri nella stampa SLS

Stampa 3D: perché hai bisogno di un’ampia gamma di polveri SLS?

Le richieste per la stampa 3D sono in aumento. Ciò vale in particolare per la costruzione di prototipi. Per ottenere risultati perfetti, non è necessaria solo una stampante 3D affidabile , ma anche un’ampia gamma di materiali disponibili . Questo fatto dovrebbe essere assolutamente considerato quando si sceglie il dispositivo.

Le stampanti 3D SLS sono note per l’elevata precisione e la capacità di stampare parti complesse. Ad esempio, consentono la stampa di geometrie interne complesse senza strutture di supporto. Ma non è tutto. Il processo SLS ha sempre offerto un’ampia gamma di materiali. Tuttavia, fino alla scadenza del brevetto SLS nel 2014, la tecnologia era disponibile solo per pochi utenti. Da allora, alcuni produttori hanno lavorato allo sviluppo di stampanti 3D SLS desktop più convenienti. Mentre i prezzi delle macchine potevano essere ridotti a un decimo rispetto alle macchine industriali, il numero di polveri disponibili rimaneva limitato. Perché era così?

Diversi tipi di laser nel settore SLS
Sviluppare una stampante 3D SLS compatta è molto più impegnativo del previsto e significa molto di più che ridimensionare una stampante industriale. Ad esempio, i laser a CO2 comunemente utilizzati nelle macchine di grandi dimensioni sono spesso lunghi più di un metro e non possono essere integrati in sistemi più piccoli. Oltre ad essere ingombranti e pesanti, necessitano anche di un sistema a specchio per guidare il laser.

Per questo motivo, i diodi laser a infrarossi vengono spesso utilizzati nelle stampanti 3D SLS compatte, che sono precisi come i modelli CO2 con una lunghezza d’onda più corta, ma non possono far fronte ai materiali bianchi comuni nelle grandi stampanti 3D SLS. È questo un problema?

“Quando abbiamo sviluppato la nostra prima stampante 3D SLS, la Sinterit Lisa, alcuni anni fa, continuavamo a ricevere richieste dei clienti sulla possibilità di utilizzare la polvere PA12 bianca. Le stampe in nero e grigio erano una novità all’epoca e poco familiari per gli utenti di stampa 3D SLS “. afferma Konrad Głowacki, co-fondatore e Chief Business Development Officer di Sinterit.

PA12 Smooth, il re delle polveri SLS
Il primo materiale disponibile e più comunemente utilizzato nella stampa 3D SLS è PA12. Il materiale relativamente rigido raggiunge un’eccellente qualità della superficie di stampa e un alto livello di dettaglio. Per questo motivo, viene spesso utilizzato per creare oggetti dettagliati, forme geometriche complesse ed elementi strutturali o meccanici. La maggior parte dei prototipi funzionali o delle parti prefabbricate sono quindi realizzati con PA12.

Il colore nero o grigio scuro offre alcuni vantaggi. A differenza delle stampe bianche, il colore rimane costante nel tempo. Il materiale bianco che è stato elaborato con laser a CO2, d’altra parte, è stato scolorito dalla radiazione UV. La colorazione nerastra di PA12 si ottiene aggiungendo una piccolissima quantità di un assorbente che non modifica le proprietà di una stampa. Le differenze riscontrate nei test di laboratorio sono nell’area dell’errore statistico.

“Le richieste di informazioni sui materiali bianchi sono diminuite nel corso degli anni. Tuttavia, la richiesta di un’ampia varietà di diversi tipi di materiali è aumentata in modo significativo “, spiega Konrad Głowacki.

Quanti tipi di polveri puoi usare con una stampante 3D SLS?
L’utilizzo di un laser a diodi e le dimensioni ridotte della stampante non limitano la scelta dei materiali. È possibile utilizzare materiali di diversi gruppi come PA, TPU o TPE, che differiscono tra le altre cose per la loro temperatura di fusione.
Tuttavia, la stampante SLS-3D deve essere progettata in modo tale da non solo mantenere le migliori condizioni durante il processo di stampa, ma anche consentire alla stampante di essere facilmente pulita prima di cambiare il tipo di polvere. Ciò è particolarmente importante quando si passa da una polvere con un punto di fusione inferiore (come il TPE) a un punto di fusione più alto (come il PA).

“Per realizzare una stampante SLS-3D in grado di gestire materiali diversi, a volte è necessario sviluppare centinaia di versioni”, spiega Michal Grzymala-Moszczynski, responsabile ricerca e sviluppo e co-fondatore di Sinterit . “Piccoli cambiamenti in un’area spesso richiedono la regolazione di altri parametri, che alla fine influiscono sul processo di stampa. Per questo il nostro reparto R&D lavora contemporaneamente su meccanica, hardware e software . Più di mille affidabili stampanti Lisa e Lisa PRO in tutto il mondo dimostrano che la nostra idea funziona “.

Un materiale che soddisfa le mie esigenze
Tuttavia, le aspettative per le stampe SLS non si limitano all’accuratezza dimensionale e alla durata, ma includono anche requisiti specifici quali isolamento, conduttività elettrica, flessibilità o tenuta.
Poiché l’applicazione più comune in SLS è la prototipazione, la domanda di un portafoglio di materiali diversificato è più importante della questione della velocità.

Diamo uno sguardo ai materiali usando come esempio la gamma Sinterit :

PA11 per un’elevata resistenza agli urti
Oltre al più popolare PA12 Smooth, gli utenti sono particolarmente interessati a PA11 Onyx, una polvere di poliammide (nylon) con elevata resistenza al calore, alla luce, ai raggi UV e agli agenti atmosferici. È adatto per creare infissi ed elementi di utensili.

PA11 Onyx viene utilizzato quando si devono creare prototipi di coperture, custodie, armadi e design a incastro. Questo materiale richiede un ambiente anaerobico, motivo per cui Sinterit utilizza azoto, che può essere utilizzato nella stampante 3D Lisa PRO SLS.

PA11 ESD – un materiale con resistenza al calore e funzionalità ESD
Questa variante di PA11 è una delle ultime polveri sviluppate per Sinterit Lisa PRO. I parametri della polvere sicura ESD che hanno migliori proprietà termiche la rendono la prima scelta per quelle aziende che prototipano dispositivi elettronici. È adatto per essere utilizzato per custodie per elettronica, apparecchiature di prova per elettronica o per l’assemblaggio di componenti elettronici.

PA12
PA12 è il materiale più popolare in SLS grazie alla sua versatilità e buone proprietà meccaniche, il suo parametro più importante, oltre alla durata, è il costo. I costi di acquisizione non sono così significativi in ​​SLS e sono determinati principalmente dal rapporto di ristoro del materiale. Mentre lo standard di mercato è del 70-50%, il materiale sviluppato da Sinterit ha un rapporto del 26%.

Flexa grey, un’introduzione al TPU
Tuttavia, a volte è richiesta un’elevata elasticità. Prototipi o parti finite in TPU vengono utilizzati quando sono richieste stampe flessibili con maggiore elasticità. Mentre gli elementi rigidi e inflessibili possono essere facilmente realizzati con materiali PA, il TPU è indispensabile quando si tratta di parti in gomma standard, ammortizzatori o protezioni di vibrazioni.

Flexa Bright – l’unico materiale bianco sporco disponibile per SLS
Anche se la colorazione delle parti stampate in SLS è impopolare, le stampe realizzate con Flexa bright consentono la successiva colorazione in diversi colori. L’esclusivo materiale TPU è ideale per la stampa di modelli in preparazione per operazioni e formazione nel settore medico o per la creazione di mock-up e modelli che richiedono proprietà elastiche.

Il più morbido possibile – Flexa Soft
Mentre Flexa Bright descrive già un materiale morbido nella categoria, Flexa Soft rappresenta il campione assoluto. Grazie a un valore Shore A basso (45/58 – a seconda dell’impostazione della stampante), può essere utilizzato per la stampa di oggetti estremamente morbidi per il design, l’arte e la simulazione. L’esperienza di Sinterit dimostra che è più comunemente utilizzato nella creazione di sigilli, modelli medici, oggetti sensoriali o capi di abbigliamento.

Pronto per applicazioni a tenuta d’acqua e all’aria – TPE
La maggior parte dei materiali disponibili per le stampanti 3D SLS ha una porosità che può essere un problema per i prototipi che devono essere impermeabili o ermetici. Il TPE consente la stampa di prototipi funzionali come pompe, soffietti, tenute e altre applicazioni elastiche adatte per l’uso in condizioni difficili. Il materiale può essere reso ermetico e impermeabile mediante sigillatura.

Ampia varietà di materiali per la stampa 3D SLS
Per anni, le possibilità di applicazione della tecnologia SLS sono state limitate dai prezzi elevati delle soluzioni industriali. Il mercato dei materiali SLS ha iniziato a crescere solo con lo sviluppo di stampanti compatte. Oggi ci sono centinaia di programmi di sviluppo presso università tecniche e centri di ricerca che sviluppano continuamente nuovi materiali per applicazioni tecniche, di produzione e mediche.

Con sette materiali diversi, Sinterit attualmente non solo offre la più ampia selezione di materiali, ma sta anche lavorando allo sviluppo di materiali aggiuntivi. Ciò offre un grande vantaggio rispetto ad altri sistemi limitati a uno o due materiali.

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