Nel panorama della produzione additiva, Due Pi Greco si distingue per il suo expertise nella creazione di componenti tramite stampa 3D utilizzando polimeri di grado Ultra, High ed Engineering, anche in compositi su sistemi industriali Stratasys della serie Fortus.

Confronto fra Fibra di Vetro e Fibra di Carbonio nei Materiali Compositi

Il potenziamento dei termoplastici è un obiettivo centrale per superare le limitazioni delle plastiche standard. Due Pi Greco adotta una varietà di tecniche per ottimizzare le proprietà dei materiali compositi, tra cui l’uso di fibre di vetro e di carbonio.

Fibra di Vetro: Rigidità e Resistenza Termica

La fibra di vetro viene impiegata come filler nelle poliammidi per migliorare la rigidità e prevenire deformazioni. Questo riempitivo conferisce una struttura più rigida e resistente alle condizioni termiche estreme, tuttavia, introduce un comportamento fragile al componente.

Fibra di Carbonio: Leggerezza e Conducibilità

La fibra di carbonio, invece, aumenta la rigidità torsionale senza compromettere la struttura, alleggerendola notevolmente. Inoltre, migliora la conduttività elettrica e termica, offrendo un vantaggio aggiuntivo.

Esigenze nell’Impiego di Materiali Potenziati

L’utilizzo di entrambi i materiali richiede macchinari industriali appropriati, con ugelli dedicati e in camera calda, vicina alla temperatura di transizione vetrosa, e una rampa di raffreddamento controllata alla fine del processo.

Stampa e Post-Stampa: Temperature Ottimali

Durante la stampa, manteniamo una temperatura di 125°C per garantire la migliore isotropia possibile e una migrazione interlayer uniforme delle microfibre. Alla fine della stampa, la rampa di raffreddamento controllata viene portata fino agli 80°C per evitare deformazioni e tensioni residue.

I termoplastici, con le loro caratteristiche allettanti come leggerezza, economicità, facilità di lavorazione e libertà di design, hanno trovato applicazioni in svariati settori. Tuttavia, le plastiche non trattate presentano limiti nelle applicazioni e per ampliare l’applicabilità dei termoplastici, è necessario potenziarne le proprietà.

La Sfida dell’Enhancement

Nonostante la loro flessibilità, i termoplastici standard si scontrano con limitazioni in ambienti esigenti. Le plastiche di base, sebbene avanzate nei materiali, spesso risultano inadatte per applicazioni che richiedono elevate resistenze meccaniche, resistenza ai raggi UV e conducibilità elettrica. La loro vulnerabilità alla degradazione chimica e alla combustione è un ulteriore vincolo.

Strategie per il Potenziamento delle Prestazioni

1. Rinforzo Meccanico con Riempitivi

L’introduzione di riempitivi, quali appunto, fibre di vetro, carbonio o grafite, è fondamentale per migliorare la robustezza e le proprietà funzionali dei termoplastici. Questi riempitivi vengono incorporati meccanicamente nella matrice polimerica, conferendo al materiale un insieme di proprietà superiori, tra cui rigidità, resistenza agli urti e conducibilità.

Per garantire una distribuzione uniforme dei riempitivi, è essenziale utilizzare additivi che facilitino la compatibilità tra i riempitivi inorganici e le matrici plastiche organiche.

2. Stabilizzazione UV per la Resistenza Atmosferica

Gli stabilizzatori UV, composti da molecole organiche progettate per assorbire e dissipare la radiazione ultravioletta, sono fondamentali per proteggere i termoplastici dall’invecchiamento precoce causato dall’esposizione alla luce solare. Questi stabilizzatori preservano l’estetica e le prestazioni funzionali del materiale.

3. Antiossidanti per Contrastare l’Ossidazione

Gli antiossidanti giocano un ruolo cruciale nel contrastare il processo di auto-ossidazione che si verifica durante la lavorazione e l’uso a temperature elevate. Questi additivi impediscono la formazione di radicali liberi, preservando la qualità e la longevità dei termoplastici nel tempo.

4. Ritardanti di Fiamma per la Resistenza al Fuoco

L’aggiunta di ritardanti di fiamma è essenziale per migliorare la resistenza al fuoco delle plastiche, aprendo la strada a nuove applicazioni in settori dove la sicurezza antincendio è prioritaria. Opzioni sostenibili, come i ritardanti di fiamma a base di fosforo e idrossidi metallici, sostituiscono progressivamente le tradizionali soluzioni a base di alogeni.

5. Miglioramento delle Proprietà Elettriche per Evitare Scariche Elettrostatiche

Le industrie elettroniche richiedono termoplastici con proprietà antistatiche per prevenire danni a componenti costosi causati da scariche elettrostatiche. Gli additivi antistatici, incorporati durante la lavorazione, creano un percorso conduttivo nel materiale, permettendo la rapida dissipazione delle cariche elettrostatiche.

Applicazioni Avanzate dei Termoplastici Potenziati

L’utilizzo di termoplastici potenziati trova applicazioni in settori impegnativi come l’ automotive e l’ aerospaziale, dove materiali avanzati rinforzati con fibre di carbonio e grafite offrono leggerezza e resistenza.

In conclusione

Il potenziamento dei termoplastici emerge come una strategia chiave per superare le limitazioni intrinseche delle plastiche standard, aprendo nuove opportunità in diversi settori industriali. L’utilizzo di additivi su misura consente di affrontare sfide specifiche e di soddisfare esigenze diverse, posizionando i termoplastici come materiali versatili e performanti.
Qui in Due Pi Greco abbiamo le tecnologie e le competenze per fare questo salto verso il futuro del 3dprint e additive manufacturing.