10 motivi per usare il pellet nella stampa 3D

Con il termine pellet, nell’ambito delle materie plastiche, si indicano piccoli granuli di varia forma (piccoli cilindri o dischetti), costituiti da polimero o da una miscela polimerica. Questi sono utilizzati come materia prima per la realizzazione dei prodotti finiti in materiale plastico tramite varie tecnologie, tra cui c’è anche la produzione additiva. La tecnologia additiva utilizzata con i pellet è l’estrusione di materiale, il che spesso implica un confronto con l’utilizzo dei filamenti. Oggi vedremo perché utilizzare i pellet nella stampa 3D può essere vantaggioso, analizzando le 10 principali motivazioni che spingono produttori e utenti a puntare su questa tecnologia. La scelta non riguarda soltanto la forma del materiale utilizzato, quanto il tipo di materiale, le macchine utilizzate, le applicazioni finali, la dimensione dei pezzi, la flessibilità e la velocità di stampa, nonché l’aspetto legato alla sostenibilità del pellet. Approfondiamo tutti questi e altri punti qui di seguito.

1. Ampia scelta di materiali

Una delle prime motivazioni che spingono ad adottare la stampa 3D con pellet è la possibilità di avere accesso ad un’ampia gamma di materiali. Nella tecnologia FFF, i materiali disponibili sotto forma di filamenti, pur essendo oggi numerosi, sono in minor numero rispetto a quelli disponibili sotto forma di pellet. Questo perché il processo di pellettizzazione permette di trasformare un materiale plastico in pellet senza compromettere in modo significativo il polimero di partenza, come avviene invece durante la creazione dei filamenti. I pellet permettono dunque di utilizzare polimeri grezzi, termoplastici e anche materiali compositi con additivi come fibre di vetro o carbonio. Questo consente di sperimentare con nuove formulazioni, adattando le proprietà meccaniche, termiche o estetiche del prodotto finito e ottenendo formulazioni personalizzate. Infine, i pellet vengono utilizzati anche in altre tecnologie di produzione, come lo stampaggio a iniezione, il che amplia la scelta dei materiali disponibili.

2. Maggiore flessibilità di stampa

Un altro motivo per cui considerare di utilizzare il pellet nella stampa 3D è la possibilità di utilizzare macchine diverse, da stampanti 3D desktop, fino a bracci robotici che creano pezzi di grandi dimensioni. La stampa 3D robotica permette un’elevata flessibilità di stampa potendo lavorare su 5 assi e su superfici molto ampie, consentendo la creazione di parti di medie e grandi dimensioni per i settori più svariati: dalle costruzioni, al design, ai trasporti e non solo. I pellet sono particolarmente indicati per la stampa 3D di grande formato (LFAM) poiché l’uso di grandi quantità di materiale sotto forma di filamenti risulterebbe economicamente svantaggioso. Inoltre, l’uso del pellet permette di utilizzare estrusori con un diametro più ampio di 0,8 mm (limite per la stampa 3D con filamenti), ideale per stampe di dimensioni elevate e più veloci.

3. Riduzione dei costi

Tra i motivi principali che spingono ad adottare la stampa 3D con pellet c’è senza dubbio il risparmio economico. Considerando che i filamenti vengono fabbricati a partire da pellet, si può immaginare che il costo dei pellet rispetto ai filamenti sia molto più basso (una riduzione stimata del 65-90% nei costi di stampa al chilo). Inoltre, essendo i pellet utilizzati anche in altre tecnologie come lo stampaggio a iniezione, questo rende il mercato molto più ampio e fa scendere i costi.

Il vantaggio economico diventa ancora più evidente quando si stampano grandi quantità di materiale e pezzi di grandi dimensioni, in tempi generalmente più brevi rispetto alla stampa con filamenti. Inoltre, la scelta del pellet permette di utilizzare anche materiali più economici o riciclati, abbattendo ulteriormente i costi e favorendo l’economia circolare. Va notato che il costo delle infrastrutture resta ancora elevato, trattandosi spesso di macchine di grandi dimensioni. La stampa 3D pellet permette però una certa flessibilità da questo punto di vista e piccole e medie aziende sono oggi in grado di costruire le proprie macchine a costi più ridotti.

4. Economia circolare

L’uso di pellet nella stampa 3D favorisce l’economia circolare in diversi modi. Innanzitutto, i pellet possono essere prodotti da materiali riciclati, consentendo di ridurre i rifiuti plastici e reimmetterli nel ciclo produttivo. Le stampanti a pellet permettono di usare plastiche rigenerate o di scarti industriali, limitando la necessità di nuove materie prime. Inoltre, gli utenti hanno la possibilità di riciclare direttamente i prodotti stampati o le stampe fallite, rendendo l’intero processo di stampa più sostenibile e riducendo l’impatto ambientale. Questo approccio si allinea perfettamente con i principi dell’economia circolare, dove il riutilizzo dei materiali è essenziale per ridurre sprechi e consumo energetico.

In partnership con WASP, Reflow ha prodotto il materiale rPPGF ottenuto dalle reti da pesca, riciclato e pellettizzato per essere usato nella stampa 3D. (Crediti: WASP)

5. Maggiore velocità di produzione

La produzione additiva con pellet è veloce principalmente per la possibilità di utilizzare macchine con ugelli con diametro maggiore di quello utilizzati per la stampa 3D FFF. Ciò aumenta dunque la velocità di stampa e di produzione e contribuisce all’abbattimento dei costi. C’è da sottolineare però anche un aspetto meno positivo rispetto a questo punto: aumentando la dimensione dell’ugello e la velocità di stampa, i pezzi finali perderanno di dettaglio e complessità.

6. Minore rischio di interruzioni di stampa

La stampa 3D con pellet riduce il rischio di interruzioni e problemi di stampa rispetto ai filamenti tradizionali, grazie alla natura del processo di estrusione diretta. I pellet vengono fusi in modo costante, eliminando la necessità di sostituire il materiale, come per le bobine di filamento, durante il processo. Inoltre, il pellet, essendo in forma granulare, non subisce torsioni o deformazioni tipiche del filamento, riducendo così la possibilità di blocchi o inceppamenti nell’estrusore. La configurazione dei sistemi di estrusione a pellet è progettata per gestire volumi maggiori e flussi continui di materiale, rendendo il processo di stampa più fluido e affidabile. Ciò detto, la forma dei pellet è cruciale nella stampa 3D: prima di iniziare la stampa è importante assicurarsi che il pellet sia compatibile con la stampante 3D utilizzata.

7. Stampa 3D multimateriale e multicolore

Collegandoci al punto relativo ai materiali, possiamo aggiungere tra i vantaggi della stampa 3D pellet il fatto che sia possibile mixare più materiali direttamente nella testa di stampa della macchina. Ovviamente, sarà necessario valutare le temperature di stampa e le caratteristiche specifiche di ciascun materiale e scegliere la stampante più adeguata. Inoltre, è possibile introdurre additivi di colore ai pellet e creare pezzi multicolore o con sfumature di colori diversi all’interno di una singola stampa. Ciò permette di ottenere pezzi dalle proprietà uniche e altamente personalizzati.

L’uso del pellet nella stampa 3D permette un’ampia scelta di materiali, colori e maggiore flessibilità di stampa. (Crediti: Pollen)

8. Proprietà delle parti finali

Quando si lavora con i granuli, le proprietà finali che si possono ottenere sono elevate, perché conservano le caratteristiche della materia prima. Non è possibile ottenere gli stessi risultati con i filamenti, il cui processo di produzione, aggiunto a quello di stampa, rendono le proprietà del prodotto finale diverse da quelle del materiale di partenza. Usare pellet nella stampa 3D consente di ottenere pezzi con le stesse proprietà chimiche e fisiche ottenute con lo stampaggio a iniezione.

9. Produzione semplificata

Come già menzionato precedentemente, i materiali in pellet sono utilizzati anche in altre tecnologie di produzione. L’utilizzo dei pellet semplifica pertanto la produzione perché permette l’uso dello stesso materiale sia per la produzione additiva che per altri processi, come lo stampaggio a iniezione. Ciò è particolarmente vantaggioso per le aziende che lavorano con più tecnologie e che possono così ottimizzare la gestione delle materie prime, riducendo i costi logistici e semplificando l’intera catena di fornitura. L’utilizzo dei pellet consente, ad esempio, di passare rapidamente dalla prototipazione alla produzione in serie. Durante il processo di prototipazione, utilizzare il pellet permette di testare le proprietà di un materiale grazie alla stampa 3D, per poi passare velocemente alla produzione in serie con lo stampaggio a iniezione.

Le soluzioni di stampa 3D pellet sul mercato sono in aumento, con soluzioni LFAM, ma anche di più piccolo formato. (Crediti: Tumaker)

10. Mercato in espansione

Tutte le motivazioni precedentemente esposte spingono un numero sempre maggiore di utenti ad adottare la stampa 3D con pellet per ottenere un vantaggio in termini economici, di tempo, flessibilità e sostenibilità.

Senza dubbio, la tecnologia è meno diffusa rispetto alla stampa 3D a estrusione di filamento, ma c’è una scelta sempre più varia di soluzioni per la stampa 3D pellet sul mercato. Tra i limiti all’adozione della tecnologia troviamo principalmente gli elevati costi delle macchine, che sono generalmente più complesse e di ingenti dimensioni, o la scarsa precisione delle stampe. Aziende e startup stanno quindi cercando di proporre sul mercato soluzioni più accessibili, pellet creati ad hoc per la stampa 3D o estrusori ottimizzati e adattabili a macchine già in possesso dalle aziende. Infine, la possibilità di utilizzare materiali riciclati in pellet e favorire un’economia circolare offre una motivazione importante oggigiorno per sviluppare ulteriormente la tecnologia in vista di una produzione futura più sostenibile.

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