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Una delle tante caratteristiche che si vogliono ottenere dalla stampa 3D come tecnologia di produzione è la sua capacità di produrre parti completamente funzionali per numerose applicazioni in diversi settori e in varie condizioni operative. Le parti stampate in 3D sono spesso utilizzate in applicazioni ad alta temperatura. Tuttavia, per funzionare correttamente in tali ambienti, devono essere realizzati con materiali resistenti al calore. Questo articolo copre alcuni dei migliori materiali di stampa 3D resistenti al calore da utilizzare in applicazioni ad alta temperatura.
I migliori materiali 3D resistenti al calore
Acrilonitrile butadiene stirene (ABS)
L’ABS è in grado di resistere a temperature fino a 100°C. La sua temperatura di deviazione del calore è compresa tra 88-89°C e il suo punto di fusione di circa 200°C. L’ABS è anche noto per la sua tenacità e resistenza agli urti. Questi consentono la stampa di parti da sottoporre ad applicazioni ad alto stress. Ha una temperatura di transizione vetrosa di circa 105°C ed è altamente resistente all’acqua, al fosforo e all’acido cloridrico.
- Tecnologia: Modellazione a Deposizione Fusa (FDM)
- Caratteristiche chiave: Resistenza chimica, resistenza agli urti
- Applicazioni comuni: Tubi di scolo/scarico, inalatori, alloggiamenti per componenti elettrici
ULTEM 1010
L’ULTEM 1010 ha la più alta resistenza al calore, resistenza chimica e alla trazione rispetto ad altri termoplastici FDM. È disponibile in gradi trasparenti, opachi e caricati al vetro. Questo materiale ha un’ampia applicazione in strumenti personalizzati per la fabbricazione di parti in metallo o plastica, strumenti medici e matrici resistenti alla temperatura.
È un termoplastico polieterimmide ad alte prestazioni con un punto di fusione di 340°C e una temperatura di transizione vetrosa di 216°C. L’ ULTEM 1010 ha il coefficiente di dilatazione termica più basso. Ha certificazioni alimentari e biocompatibilità, che lo rendono ideale per applicazioni nell’industria alimentare.
- Tecnologia: Modellazione a Deposizione Fusa (FDM)
- Caratteristiche principali: Eccellente resistenza al calore, resistenza alla trazione, basso coefficiente di dilatazione termica
- Applicazioni comuni: strumenti medici, matrici resistenti alla temperatura
CE 221 (Estere di cianato)
Questo materiale è noto per la sua resistenza alle alte temperature e rigidità. Grazie alla sua elevata temperatura di deflessione del calore, può essere applicato in sicurezza con applicazioni ad elevate specifiche termiche.
La resina CE 221 ha una stabilità termica a lungo termine con una temperatura di transizione vetrosa di circa 225°C e una temperatura di deflessione del calore di 231°C. Questo materiale è in grado di resistere all’alta pressione e di fornire una finitura superficiale estremamente precisa.
- Tecnologie: Carbon DLS
- Caratteristiche chiave: Stabilità termica, rigidezza, resistenza all’alta pressione
- Applicazioni comuni: Prodotti industriali, componenti di elettronici, collettori idraulici
ULTEM 9085
Questo materiale possiede un elevato rapporto resistenza-peso, un’alta resistenza agli urti con una buona resistenza al calore. L’ULTEM 9085 è altamente ignifugo. Viene usato nella produzione di prototipi e strumenti nell’industria aerospaziale e automobilistica. Esso possiede una temperatura di transizione vetrosa di 186°C e una temperatura di deflessione termica di 153°C.
L’ULTEM 9085, con la sua alta resistenza meccanica e leggerezza, è adatto alla produzione di componenti ad uso finale.
- Tecnologia: Modellazione a Deposizione Fusa (FDM)
- Caratteristiche chiave: Ignifugo, resistente all’urto
- Applicazioni comuni: Maschere, attrezzaggi, stampi compositi
Policarbonato (PC)
Questo materiale ha un punto di fusione cristallino di circa 230°C – 260°C e possiede una temperatura di transizione vetrosa di 147°C. Il policarbonato è un materiale resistente e amorfo con elevata resistenza agli urti, stabilità e buone proprietà elettriche. Possiede un range di temperature di utilizzo più ampio con una temperatura di deviazione del calore di 140°C. È ampiamente utilizzato nella produzione di caschi di sicurezza, lenti per fari auto e occhiali antiproiettile.
- Tecnologia: Modellazione a Deposizione Fusa (FDM)
- Caratteristiche chiave: Traslucenza, flessibilità
- Applicazioni comuni: Lenti in plastica di occhiali, dispositivi di protezione, componenti automobilistici
PEEK
Possiede un’eccellente resistenza ai prodotti chimici aggressivi con un’alta resistenza meccanica e stabilità dimensionale. La sua temperatura di fusione è di 343°C e ha una temperatura di transizione vetrosa di 143°C. Il PEEK ha la capacità di mantenere la sua rigidità a temperature elevate e può essere applicato per un uso continuo con temperature fino a 170°C. Viene utilizzato nell’industria aerospaziale, petrolifera e del gas e nella produzione dei semiconduttori.
- Tecnologia: Modellazione a Deposizione Fusa (FDM)
- Caratteristiche chiave: Resistenza chimica, buona rigidità, resistenza al vapore e all’acqua
- Applicazioni comuni: Componenti a semiconduttori, componenti di valvole e pompe, macchinari per la lavorazione degli alimenti
Simil-PC – Traslucido resistente al calore / Accura 48
Questo è un materiale resistente alle alte temperature, più adatto per parti che richiedono un’elevata resistenza e rigidità. È ampiamente utilizzato per la produzione di prototipi di componenti elettronici e di illuminazione. Esso fornisce dettagli funzionali avanzati.
A una pressione di prova di 0,46 MPa, il Simil- PC – Traslucido resistente al calore ha una temperatura di deflessione del calore che varia da 70 a 85 ° C. Questa deflessione può essere aumentata a circa 135°C con una post-polimerizzazione termica.
- Tecnologia: Stereolitografia (SLA)
- Caratteristiche chiave: Resistenza termica, robustezza elevata, rigidità
- Applicazioni comuni: Componenti elettronici e di illuminazione
Alluminio AlSi10Mg
L’alluminio AlSi10Mg ha un’eccellente resistenza a temperature elevate (circa 200°C). Possiede una buona resistenza alla corrosione e si lucida facilmente. Presenta una buona lavorabilità e resistenza alla rottura termica con un punto di fusione intorno a 670°C. La resistenza alla fatica a 110N/mm2 è eccellente.
Le sue caratteristiche consentono di stampare geometrie complesse e trovano ampia applicazione in parti di veicoli, macchine e aerei. Possiede una resistenza alla trazione di 450 MPa a temperatura ambiente.
- Tecnologia: Sinterizzazione laser diretta del metallo (DMLS)
- Caratteristiche chiave: leggerezza, resistenza allo stress
- Applicazioni comuni: Motori elettrici, motori a combustione
Acciaio inox 316L / 1.4404
L’acciaio inox 316L può essere impiegato in uso continuo con temperature fino a 550°C. Questo materiale ha un basso contenuto di carbonio ed è un inox al cromo-nichel-molibdeno con un punto di fusione di 1400°C. Ha un’eccellente resistenza alla corrosione e stabilità contro agenti a base di cloro e acidi non ossidanti. La sua resistenza alla corrosione e duttilità lo rendono ideale per applicazioni in diversi settori come quello aerospaziale, medico e automobilistico.
- Tecnologia: Sinterizzazione laser diretta del metallo (DMLS)
- Caratteristiche chiave: Resistenza alla corrosione, duttilità
- Applicazioni comuni: Attrezzature da laboratorio, scambiatori di calore, dadi e bulloni
Inconel 718 (Superlega Nichel-Cromo)
L’Inconel 718 è una superlega ad alta resistenza a base di nichel-cromo. È resistente alla corrosione, alle pressioni estreme e alle temperature elevate fino a 700°C. Questo materiale fonde a circa 1400°C. Possiede una resistenza alla trazione di 1035 MPa. Tuttavia, è fragile e ha una buona lavorabilità con un utensile da taglio duro. È ampiamente applicato in produzione, nelle attrezzature militari e nell’industria aerospaziale.
- Tecnologia: Sinterizzazione laser diretta del metallo (DMLS)
- Caratteristiche chiave: resistenza alla corrosione, fragilità, resistenza meccanica
- Applicazioni comuni: Parti di motori a turbina gas, carter di compressori, supporti di matrici
Proprietà dei materiali 3D resistenti al calore
La tabella seguente confronta il punto di fusione e la temperatura di transizione vetrosa dei 10 migliori materiali resistenti al calore per la stampa 3D:
| Materiale | Punto di fusione | Temperatura di transizione del vetro | Resistenza alla trazione |
| ABS | 200°C | 105°C | 42.5 – 44.8 MPa |
| ULTEM 1010 | 340°C | 216°C | 105 MPa |
| CE 221 | – | 225°C | 92 MPa |
| ULTEM 9085 | – | 186°C | 71.6 MPa |
| PC | 230 – 260°C | 147°C | 60 MPa |
| PEEK | 343°C | 143°C | 110 MPa |
| Alluminio AlSi10Mg | 670°C | – | 450 MPa |
| Acciaio inox 316L | 1,400°C | – | 520 – 690 MPa |
| Inconel 718 | 1,370 – 1,430°C | – | 965 MPa |
| Simil-PC – Traslucido resistente al calore / Accura 48 | Temperatura di deflessione del calore a 0,46 MPa dopo la post-polimerizzazione termica : 170 – 250°C | Temperatura di transizione vetrosa UV e post-polimerizzazione termica : 122°C | 50 MPa |
Confronto dei costi per i materiali di stampa 3D resistenti al calore
Facciamo ora un confronto costi di tre resine avvalendoci del Motore di Quotazione Xometry per il seguente modello CAD:
| Materiale | Tecnologia di stampa 3D | Costo per una unità | Costo unitario per 10 pezzi | Costo unitario per 100 pezzi |
| ABS | FDM | € 9,13 | € 6,34 | € 2,57 |
| ULTEM 1010 | FDM | € 50,03 | € 35,80 | € 34,61 |
| CE 221 | Carbon DLS | € 645,21 | € 171,58 | Prezzo su richiesta |
| ULTEM 9085 | FDM | € 53,20 | € 23,83 | € 13,66 |
| PC | FDM | € 34,45 | € 25,89 | € 25,03 |
| PEEK | FDM | € 88,42 | € 64,65 | € 47,12 |
| Simil-PC – Traslucido resistente al calore / Accura 48 | SLA | € 72,87 | € 21,64 | € 18,03 |
| Alluminio AlSi10Mg | DMLS | € 174,76 | € 89,19 | € 87,80 |
| Acciaio inox 316L | DMLS | € 387,12 | € 294,83 | Prezzo su richiesta |
| Inconel 718 | DMLS | € 487,77 | € 333,16 | Prezzo su richiesta |
Conclusione
Xometry Europa offre servizi online di stampa 3D veloci, affidabili e altamente accurati con tecnologie e materiali resistenti al calore. Attraverso il nostro Motore di Quotazione Istantaneo e la nostra rete di oltre 2.000 produttori, garantiamo un processo di produzione delle parti senza interruzioni, dal preventivo alla consegna a domicilio.
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