I diversi tipi di resine disponibili per la stampa 3D

Come abbiamo visto più volte, la scelta del materiale giusto è un passo fondamentale nella produzione additiva. Ciò è particolarmente importante per la stampa 3D a resina, una tecnologia che utilizza materiali sensibili alla luce che vengono polimerizzati strato per strato fino a produrre il pezzo finale con un elevato livello di dettaglio. Ovviamente, la scelta della resina dipende anche dal metodo di produzione utilizzato. Questi includono la stereolitografia, o SLA, che utilizza un laser per polimerizzare il materiale, i metodi DLP e LCD, che utilizzano schermi luminosi, e la proiezione di materiale, che utilizza la luce UV. Per comprendere meglio le opzioni di materiale attualmente disponibili, vi presentiamo i tipi di resine che si possono utilizzare nella stampa 3D e le loro diverse caratteristiche.

Va notato che le prestazioni delle resine sono determinate dalla polimerizzazione ottimale indotta dalla luce di polimerizzazione, che può essere a onda singola o multipla. È qui che entra in gioco il concetto di lunghezza d’onda della resina. Più bassa è la lunghezza d’onda della resina, maggiore è la potenza necessaria per polimerizzarla. Per questo motivo i produttori specificano la lunghezza d’onda con cui le loro resine sono compatibili. Si capisce quindi che la lunghezza d’onda delle resine DLP/LCD è più lunga di quella delle resine SLA.

Crediti foto: Ackuretta

Le resine standard per la stampa 3D

Come ci si può aspettare, questo tipo di resina è il più generico sul mercato. Praticamente tutti i produttori lo stanno sviluppando, quindi è possibile acquistarlo ovunque, a un prezzo accessibile e con un’ampia varietà di colori tra cui scegliere. Queste resine sono un’opzione molto versatile, che combina un risultato liscio e dettagliato con una notevole durezza e un facile post-processing per la verniciatura e la carteggiatura. Tuttavia, è necessario prestare attenzione perché sono fragili e possono rompersi e incrinarsi. Le loro accessibilità e facilità d’uso le rendono ideali per chi si avvicina al mondo della stampa 3D in resina e vuole creare oggetti decorativi, prototipi, statuette, ecc.

Resine trasparenti

Le resine trasparenti sono molto simili alle resine standard. Sono utili per creare piccoli oggetti con un elevato livello di dettaglio, ma con la proprietà aggiuntiva di essere traslucidi e incolori. Oltre a facilitare il processo di levigatura e verniciatura, questo tipo di resina consente di creare un effetto vetro per tutti i tipi di oggetti decorativi. Il tutto con la stessa consistenza liscia e morbida delle resine standard. Va notato che, sebbene le resine trasparenti non siano consigliate per le applicazioni alimentari, questi pezzi possono resistere al contatto con l’acqua senza usurarsi.

Pezzi di scacchi stampati in 3D con resine trasparenti.

Resine lavabili con acqua

Le parti stampate in 3D con resina richiedono solitamente una post-elaborazione per rimuovere i substrati e la resina in eccesso. Queste fasi di pulizia vengono solitamente eseguite con alcool isopropilico (IPA). Tuttavia, esiste un tipo di resina per la stampa 3D che può essere lavata con acqua, ottenendo una texture più liscia e piacevole. In questo modo, la viscosità che caratterizza le altre resine scompare, mentre l’odore associato alle resine standard si riduce. L’unico difetto che possiamo riscontrare con queste resine lavabili in acqua è che la risoluzione potrebbe essere compromessa.

Resine flessibili

Questi tipi di resine per la stampa 3D hanno qualità simili alla gomma e hanno una durezza Shore di circa 80A. Permettono di creare oggetti solidi che possono essere piegati e compressi senza deformarsi. Le parti stampate in 3D con resine flessibili avranno proprietà simili alla gomma, in quanto possono tornare alla loro forma originale dopo essere state compresse. Grazie alla loro lunga durata e alla capacità di resistere all’uso costante senza rompersi, le resine flessibili sono ideali per la prototipazione di ammortizzatori, maniglie o parti mobili.

Struttura stampata in 3D con la resina flessibile Ultracur3D EL 4000 di BASF (crediti foto: Zortrax).

Resine industriali per la stampa 3D

I fotopolimeri industriali, noti anche come resine dure, sono materiali con elevate proprietà meccaniche, ideali per le applicazioni più esigenti. Si caratterizzano per la loro resistenza alle sollecitazioni e per la capacità di sopportare urti e impatti, senza rompersi o incrinarsi. Queste capacità consentono di utilizzarli non solo per prototipi, ma anche per oggetti con caratteristiche di resistenza e durata. All’interno di questo grande gruppo si trovano le resine resistenti al calore e al fuoco. Abbiamo incluso anche le resine dentali per le loro interessanti proprietà compatibili con il settore dentale.

Resine resistenti al calore

Le cosiddette resine resistenti al calore si caratterizzano per la loro resistenza termica, ovvero per la capacità di creare pezzi che possono essere esposti a temperature fino a 230°C senza che la loro forma e le loro proprietà vengano compromesse. Sono quindi ideali per applicazioni come la produzione di utensili da fonderia, utensili esposti a fluidi caldi e macchine esposte a calore intenso.

Resine calcinabili

Come le resine resistenti al calore, anche le resine burnout possono essere classificate come resine industriali. L’applicazione di queste parti inizia con la progettazione e la stampa del modello, raggiungendo un elevato livello di dettaglio. Segue la colata del metallo, dove la resina calcinata evapora senza lasciare ceneri o residui, in modo che la superficie dell’oggetto finale rimanga pulita e abbia una finitura liscia. Questo tipo di resina viene utilizzato, ad esempio, in gioielleria e nelle protesi dentarie, dove sono richieste parti dall’aspetto liscio, senza protuberanze o imperfezioni.

Resine dentali

A differenza di altre resine, quelle dentali sono composte da elementi organici non tossici. Ciò consente di utilizzarli per applicazioni odontoiatriche senza mettere a rischio la salute dei pazienti. Le resine dentali sono adatte a creare pezzi con una texture liscia e un livello di dettaglio abbastanza elevato. Questa opzione è ideale per la produzione di retainer, corone, ponti, guide chirurgiche, protesi o modelli anatomici.

Esempio di applicazione progettata con resine dentali (foto: Formlabs).

Conclusione

Sebbene la stampa 3D in resina sia una tecnologia versatile, le resine presentano una serie di svantaggi che devono essere presi in considerazione. È importante conoscerli per sapere quali precauzioni adottare prima di utilizzarli. Ad eccezione delle resine dentali e di altre resine biocompatibili, la maggior parte delle resine è tossica. Si consiglia di indossare guanti e maschera quando si maneggiano, almeno fino alla completa polimerizzazione della parte finale. È inoltre consigliabile mantenere l’area di produzione ben ventilata per evitare l’accumulo di fumi tossici.

Un altro aspetto è che sono sensibili ai raggi ultravioletti, quindi non è consigliabile tenere i pezzi al sole per molto tempo. L’esposizione prolungata alla luce provoca la perdita di coesione dei polimeri e la deformazione dei pezzi. Infine, questi materiali non sono adatti al contatto con gli alimenti, soprattutto con i liquidi. Poiché le resine sono materiali tossici, il contatto con i liquidi può causare la dissoluzione del pezzo nel tempo.

Ciononostante, la versatilità dei diversi tipi di resine per la stampa 3D le rende ideali per un’ampia gamma di applicazioni, dalla creazione di prototipi e statuette alla progettazione di protesi, gioielli o strumenti industriali. È sufficiente determinare il tipo di resina più adatto alla propria applicazione e la stampante 3D più adatta.

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*Crediti per la foto di copertina: Prusa