- La resina Standard è ideale per la realizzazione di parti dettagliate che richiedono alta risoluzione. E’ la scelta giusta per la prototipazione rapida e lo sviluppo di nuovi prodotti rigidi.
- La resina Tough ha proprietà meccaniche comparabili con l’ABS (materiale plastico) ed è perciò adatta per la realizzazione di chiusure, snap-fit e parti assemblate. Con un elevato allungamento e un’alta resistenza all’urto, è la resina con la più alta tenacità .
- Simile al polipropilene, la resina Durable ha un’alta resistenza all’urto e all’usura, il che la rende ideale per prodotti di consumo e parti in movimento. Questa resina permette di realizzare stampe 3D con un’ottima finitura superficiale liscia e lucida. E’ una resina più flessibile rispetto alla tough.
- Con una HDT di 289°C a 0,45 MPa, la High Temp è la resina più performante disponibile sul mercato. E’ stata progettata per le applicazioni soggette a carichi statici, sottoposte ad alte temperature, come gli stampi ad iniezione e termoformatura.
- La resina Flexible simula i materiali soft-touch, rendendola la scelta più opportuna nel caso si vogliano realizzare parti ergonomiche, come maniglie e afferraggi. Questa resina è progettata per produrre parti soggette a piegamenti e compressioni.
L’immagine qui sotto raffigura la gamma di resine dedicate all’ingegneria a confronto, sulla base di diverse proprietà meccaniche.
Quali sono i fattori che determinano le caratteristiche meccaniche delle resine? Per poterne capire al meglio le proprietà è necessario iniziare dal processo di stereolitografia vero e proprio e dal metodo con cui le resine vengono realizzate.
Processo produttivo delle resine
Le materie plastiche sono fatte di lunghe catene di carbonio, mentre la resina è una plastica composta da catene di carbonio più corte. Essa contiene tutti i componenti della plastica finale, ma non ancora completamente polimerizzati.
Quando la resina viene colpita dalla luce UV, le catene di carbonio vengono unite da fotoinizatori, così da crearne di più lunghe e resistenti. In questo modo si crea l’oggetto solido. Questa tecnologia offre una libertà unica di creare molteplici formulazioni, in base alle caratteristiche del prodotto finale. Le resine sono diverse in base alle differenti combinazioni di monomeri (catene più o meno lunghe) e alle aggiunte di additivi vari. Il risultato sono plastiche con un ampio range di proprietà , da colorate a trasparenti, da flessibili a rigide a quelle più resistenti al calore.
TERMOPLASTICHE vs TERMOINDURENTI
Le resine fotopolimeriche sono termoindurenti e non termoplastiche. Nonostante i due nomi siano simili, le loro proprietĂ e applicazioni sono leggermente differenti.
La differenza principale è che le termoplastiche possono essere scaldate fino al punto di fusione e poi raffreddate più volte, assumendo forme diverse. Le plastiche termoindurenti invece rimangono permanentemente allo stato solido e non possono essere fuse più volte.
ISOTROPIA e ANISOTROPIA
La creazione di un oggetto solido tramite il processo di stampa 3D SLA avviene grazie alla sovrapposizione di strati di resina. Ciò causa la differente risposta meccanica di un pezzo quando viene sollecitato in direzioni diverse. Questa condizione è detta anisotropia: un provino fornisce valori differenti se il carico viene applicato lungo l’asse X, Y o Z.
Una parte che invece fornisce la stessa risposta meccanica quando viene sollecitata lungo i vari assi si dice Isotropa. Durante la stampa 3D SLA, le molecole che compongono la resina formano legami covalenti, garantendo così un’elevata resistenza laterale; il processo di polimerizzazione tuttavia non è ancora completato. Questa condizione di semi-reazione in cui si trovano i layer è detta “green state”.
Successivamente al post-curing, la reazione di polimerizzazione viene completata in modo da formare legami covalenti tra i diversi layer. Questo significa che, a livello molecolare, c’è poca differenza tra l’asse Z e l’asse XY in termini di caratteristiche meccaniche e quindi  l’anisotropia viene ridotta.
POST-CURING
Quando il processo di stereolitografia è completato, la stampa 3D rimane attaccata alla build platform in condizione “green state”, come menzionato poc’anzi. Al pezzo viene conferita la forma definitiva, ma il processo di polimerizzazione non è ancora del tutto completato, per questo le proprietà meccaniche e termiche non sono state ancora definite.
L’inserimento della stampa 3D in un forno UV, una volta estratta dalla stampante, permette di finalizzare il processo di polimerizzazione, in modo da stabilire le proprietà meccaniche del pezzo.
Il post-curing rende le parti molto più stabili e resistenti, qualità fondamentali soprattutto per le resine funzionali come la Castable, Dental, High Temp e Tough. Il post-curing è assolutamente necessario nel caso si utilizzi la resina Castable, per un buon processo di Burnout mentre la resina Flexible raddoppia la sua resistenza dopo il trattamento nel forno UV.
RESINE 3D A CONFRONTO
Il grafico seguente mostra le proprietà meccaniche e termiche principali e il valore corrispondente delle varie resine. E’ uno strumento molto utile per visualizzare rapidamente la caratteristica fondamentale di ogni materiale al fine di poterlo confrontare facilmente con gli altri.
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