Nuovi compositi PETG ibridi per la stampa 3D

Slovacchia: stampa 3D con compositi ibridi PETG

I ricercatori slovacchi stanno esplorando l’uso di materiali nuovi e più convenienti nella stampa 3D, rilasciando le loro scoperte nel recente pubblicato ” Nuovi compositi PETG ibridi per la stampa 3D “.

La produzione additiva e la stampa 3D aprono infinite opzioni per gli utenti, dai produttori e gli hacker a designer, architetti, ingegneri e utenti industriali che potrebbero aver bisogno di materiali specifici con proprietà meccaniche specifiche per innovazioni diverse. In questo studio, gli autori preparano un nuovo composito polimerico ibrido composto da grafite espansa, fibre di carbonio e “loro combinazioni” in proporzioni fino al dieci percento.

Riportandoci agli inizi della stampa 3D tramite Chuck Hull , gli autori spiegano che la stampa 3D è diventata molto più accessibile e conveniente , i ricercatori hanno innumerevoli opzioni in software, hardware e materiali. E sebbene l’acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS) e l’acido polilattico (PLA) siano i più popolari, insieme alla fabbricazione di filamenti fusi (FFF), oggi sono disponibili numerose alternative. Ciò include i compositi, che continuano ad aumentare di popolarità mentre gli additivi migliorano i polimeri e altri materiali.

Per questo studio, i ricercatori hanno sviluppato un copolimero PET modificato con glicole:

“Il poli (-etilenglicole-1,4-cicloesanedimetanolo tereftalato) (PETG) viene sintetizzato sostituendo parzialmente le unità di etilenglicole (EtGly) del PET con 1,4-cicloesanedimetanolo (CHDM)”, hanno spiegato i ricercatori. “Il copolimero PETG è amorfo quando il contenuto di CHDM è compreso tra il 32% e il 62%.”

Le proprietà meccaniche sono simili al PET, ma anche con le seguenti:

Resistenza alla trazione che si nota
Trasparenza
Flessibilità
Alta processabilità
Eccellente resistenza chimica
Il team di ricerca era principalmente interessato allo sviluppo di un composito che potesse essere utilizzato nella stampa 3D FFF, sostituendo i polimeri vergini con la stessa qualità ma una migliore convenienza.

Complessivamente sono stati preparati 23 campioni, di cui 19 in PETG vergine e gli altri in PETG riciclato. Due centri non avevano additivi e fungevano da controlli. Altri composti erano costituiti da grafite espansa (EG), fibre di carbonio (CF) e miscele di EG e CF. I CF dei campioni sono stati “tagliati” in lunghezze di 2 mm.

Campioni di osso di cane di 115 × 19 × 2 mm sono stati creati dalle lastre, con ogni parte realizzata su una stampante 3D Quadron 1001 FFF.

I ricercatori hanno scoperto che tutti i compositi sono buoni per la stampa 3D FFF, mostrando “eccellenti proprietà di elaborazione” per la stampa 3D, ad eccezione dei materiali AG-10 che erano così fragili da rompersi durante il processo di stampa, attribuiti a una scarsa meccanica proprietà e dispersione del riempitivo, rispetto agli altri composti.

“Le stampe sono estremamente resistenti, gli strati aderiscono saldamente e la forza complessiva dei prodotti è straordinaria. I singoli strati aderiscono perfettamente. Consente la stampa di grandi prodotti e la stampa 3D continua per diversi giorni rispetto ai materiali concorrenti. I prodotti risultanti sembrano più belli, il che migliora il lavoro successivo con i prodotti e fa risparmiare tempo “, hanno concluso i ricercatori.

“L’aggiunta di EG [grafite espansa] ha comportato il miglioramento delle proprietà meccaniche e l’aumento della densità. Anche i materiali compositi contenenti CF e CF / EG hanno migliorato le proprietà meccaniche ma hanno ridotto la densità. L’aggiunta di cariche di carbone ha un’influenza minima sulle proprietà termiche del materiale; tuttavia, la presenza di CF nei compositi ha un coefficiente di dilatazione termica significativamente più basso. La sostituzione del PETG vergine con PETG riciclato non modifica in modo significativo le proprietà del filamento, ma comporta solo una riduzione del prezzo “.