La stampa 3D con fibra di carbonio sta rivoluzionando la produzione di componenti ad alta resistenza, portando innovazione e performance superiori anche in ambito industriale. Scopri i vantaggi, le tecnologie FFF e FGF e le soluzioni proposte da LATI3Dlab per rispondere a esigenze estetiche e funzionali..
Filamenti in fibra di carbonio: il futuro della stampa 3D FFF e FGF
Oggi, grazie all’avvento di stampanti 3D entry level in grado di consentire ottime definizioni superficiali e facilità di stampa anche per i materiali meno convenzionali, si sta assistendo a un vero e proprio boom di filamenti polimeri rinforzati fibra di carbonio.
Sicuramente una parte di tale successo è dovuta all’aspetto “marketing”, e in tal senso non mancano – purtroppo – soluzioni sul mercato che propongono polimeri additivati solo con tracce di carbonio, molto spesso in polvere. In realtà la fibra di carbonio, quando introdotta nella matrice polimerica, apporta una serie di vantaggi soprattutto di natura meccanica ma anche alcuni, forse meno noti, che la rendono particolarmente efficace proprio per la tecnologia 3D FFF da filamento e FGF da granulo.
Fibra di carbonio nella stampa 3D: vantaggi meccanici e stabilità dimensionale
Innanzitutto occorre fare alcune distinzioni: escludendo le soluzioni a fibra continua, la fibra può essere introdotta, in un processo di compoundazione, in diverse percentuali e – fattore legato all’aspect ratio e alla lunghezza della fibra – può incrementare notevolmente la resistenza meccanica del materiale, in modo particolare il modulo elastico (rigidità) e il carico a rottura. Questo aumento di rigidità, di contro, si ripercuote sulla processabilità del materiale: troppa fibra e/o una fibra eccessivamente lunga, rende il filamento fragile e complesso da gestire, sia in fase di realizzazione del filamento stesso, che in fase di stampaggio 3D. Proprio per questo motivo, per i compound destinati al filamento, la percentuale di fibra impiegata è tra il 5% e il 20% (solo per i polimeri più tenaci, come PP o TPU). Se la fibra è in polvere, potrà anche essere introdotta in percentuali superiori, e consentirà sicuramente una buona processabilità e un’estetica migliorata, ma a scapito delle proprietà meccaniche, solo di poco superiori a quelle del polimero non rinforzato.
Un discorso differente va fatto se invece si parla di tecnologia FGF/LFAM, ossia stampa 3D da granulo diretto. Qui, non dovendo passare da un filamento potenzialmente fragile, è possibile raggiungere percentuali di fibra anche superiori, fino al 30-40%, con risultati decisamente interessanti a livello di prestazioni meccaniche.
Ma la fibra di carbonio offre anche un secondo vantaggio: è noto come sia complesso, soprattutto nella stampa di grande formato, riuscire a mantenere una buona stabilità, limitando i ritiri e i tensionamenti, quando si utilizzano polimeri tal quali come PLA, PETg o PC. La fibra di carbonio consente mitigare notevolmente questo fenomeno rendendo le parti più facilmente stampabili e aumentando la stabilità dimensionale.bilità dimensionale, facile post-lavorabilità e verniciabilità.
Filamenti in fibra di carbonio colorati: prestazioni meccaniche e nuove soluzioni estetiche nella stampa 3D
Se confrontati con i rinforzati fibra vetro, i materiali con fibra di carbonio sono penalizzati sicuramente da un prezzo più elevato e dalla colorazione, quasi sempre esclusivamente nera. Tuttavia, recentemente LATI3Dlab ha sviluppato versioni su PLA e PETG rinforzate fibra di carbonio ma in colorazione viola, rosso, verde e blu, ideali quando, oltre alle prestazioni meccaniche, si ricercano anche determinate soluzioni estetiche.
La gamma dei prodotti messi a punto da LATI3Dlab annovera ad oggi decine di compound termoplastici “AM” rinforzati con fibra di carbonio a diversa lunghezza e a diverse percentuali, sviluppati sia si polimeri più standard come PLA, PETg, ABS e ASA, sia su matrici più tecniche come PP, TPU, PC, PA, PC/PBT, PC/PETg, PES, PPS e PEEK. Molte di queste versioni si prestano sia per tecnologia FFF che FGF, mentre alcune sono state ingegnerizzate esclusivamente per FGF.
