Case History
Produzione di filamenti e stampa 3D in FDM di materiali compositi in ABS/Carbon
Luca Fambri, Alessandro Pegoretti e Sithiprumnea Dul (Dipartimento di Ingegneria Industriale e Unità di Ricerca INSTM, Università di Trento) hanno pubblicato il 18 Gennaio 2018 un articolo di ricerca sulla produzione di filamenti e stampa 3D con tecnologia FDM (Fused Deposition Modeling) di nanotubi compositi in ABS/Carbon, materiali dal grande potenziale tecnico e scientifico che possano servire alla produzione di modelli funzionali. La ricerca è stata condotta con Sharebot NG.
Qui di seguito è possibile leggere alcuni estratti della ricerca; in particolar modo vengono riportate l’introduzione, le principali caratteristiche dei materiali utilizzati e le conclusioni. L’intero articolo di ricerca può essere scaricato sia in questa pagina che all’interno della pagina dedicata all’utilizzo delle stampanti del mondo della Ricerca&Sviluppo.
Introduzione
Lo sviluppo di materiali nanocompositi per tipi specifici di manifattura additiva è ormai al centro del dibattito che caratterizzano l’evoluzione di queste tecnologie grazie alle possibilità che questi materiali possono offrire per applicazioni tecniche e funzionali della stampa 3D e la realizzazione di modelli e prototipi per l’industria.
La ricerca in particolar modo si concentra sullo studio di materiali nanocompositi per ottenere performance migliori: la dispersione di nanoparticelle conduttive in un polimero rende possibile realizzare con stampanti 3D a deposizione di filamento oggetti funzionali come sensori elettronici, elettromagneti, cover e case, circuiti e microbatterie.
Scaricando la ricerca è possibile leggere dell’evoluzione del progetto, delle tesi riportate, dei materiali utilizzati e dei test e ricerche condotte. Qui di seguito riportiamo un estratto delle conclusi, invitandovi a consultare la ricerca nella sua interezza.
I nanotubi in carbonio sono stati fusi in un composto con una matrice in ABS a viscosità relativamente alta senza l’uso di alcun solvente. Successivamente sono stati estrusi con una la stampante 3D Sharebot NG a deposizione di filamento.
Le proprietà termiche, meccaniche ed elettriche dei compositi di ABS e ABS/CNT son state testati grazie alla stampa 3D: il CNT ha ottenuto ottimi riscontri per quanto riguarda la resistenza a carichi per un tempo prolungato; oltretutto è stata notato un miglioramento sia dell’elasticità che della resistenza alla trazione sia sul filamento che sul prototipo stampato.
La presenza del CNT ha aumentato la stabilità termica delle parti stampate in 3D grazie alla riduzione del coefficiente di espansione termica. La conduttività elettrica dei campioni è aumentata sensibilmente in luogo a una diminuzione della conduttività del filamento.
In generale la resistenza delle parti stampate in 3D è altamente dipendente dall’orientamento dei microfilamenti che li costituiscono: i nanotubi in carbonio forniscono un aumento sensibile a livello termico e meccanico ma sono meno visibili sulle proprietà elettriche.
Stampante 3D utilizzata: Sharebot NG
Sharebot NG
Sharebot NG, Next Generation, è la stampante 3D professionale ed economica prodotta da Sharebot. Sharebot NG utilizza la tecnologia di stampa 3D FFF (Fused Filament Fabrication), ovvero la deposizione di un filamento termoplastico su piano di stampa: aggiungendo un layer alla volta, la macchina crea il modello o il prototipo funzionale.
Sharebot NG è una stampante 3D dotata di un piano di stampa riscaldato con un’area di 250x200x200mm; queste caratteristiche permettono di stampare diversi materiali: PLA, il filamento di stampa 3D più economico e diffuso, ABS, un materiale adatto a lavorazioni professionali e diversi materiali tecnici come Nylon-Carbon, TPUre, PET e Poly.
Caratteristiche tecniche
| DIMENSIONI | 450 X 450 X 410 MM |
| UGELLO | 0,4 MM |
| AREA DI STAMPA | MONO-ESTRUSORE: 250 X 200 X 200 MM BI-ESTRUSORE: 180 X 200 X 200 MM |
| RISOLUZIONE Z | 50 MICRON |
| PIANO DI STAMPA RISCALDATO | INTEGRATO |
| SUPPORTI DI STAMPA | SD CARD – CAVO USB |
| SLICING SOFTWARE | SLIC3R SIMPLIFY3D |