{"id":2277,"date":"2022-09-02T00:01:29","date_gmt":"2022-09-01T22:01:29","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/?p=2277"},"modified":"2023-04-14T12:57:20","modified_gmt":"2023-04-14T10:57:20","slug":"nylon-materiale-sostenibile-01032022","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/nylon-materiale-sostenibile-01032022\/","title":{"rendered":"Il nylon \u00e8 un materiale sostenibile per la stampa 3D?"},"content":{"rendered":"

Il nylon \u00e8 un polimero sintetico del tipo poliammide. Nella produzione additiva, si trova in forma di filamento (PA6) per la tecnologia FDM<\/a>, o in forma di polvere (PA11 e PA12) per tecnologie come la sinterizzazione laser selettiva<\/a> o HP MultiJet Fusion. Anche se \u00e8 un materiale ampiamente utilizzato nel settore della stampa 3D, il nylon \u00e8 stato talvolta discusso per non essere l’opzione pi\u00f9 sostenibile sul mercato. Ci\u00f2 \u00e8 dovuto a diversi fattori, come la composizione di alcune poliammidi, il grado di riciclabilit\u00e0 del materiale, o le emissioni di gas durante il processo di fabbricazione.<\/p>\n

Se ci concentriamo solo sulla stampa 3D in nylon, \u00e8 chiaro che, a seconda del tipo di poliammide, della sua origine e composizione, questo materiale avr\u00e0 un impatto maggiore o minore sull’ambiente. Per capire meglio il suo ruolo nell’industria, cos\u00ec come il suo impatto ambientale, cercheremo di analizzare le caratteristiche e le propriet\u00e0 del nylon, sia in polvere che in forma di filamento. Come vengono stampati i filamenti PA6, quali sono le differenze tra PA11 e PA12, a che punto \u00e8 l’industria 3D in termini di utilizzo e sostenibilit\u00e0 del nylon, e ci sono alternative valide?<\/p>\n

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Crediti foto : FICEP S3<\/p><\/div>\n

Il filamento PA6 per la stampa 3D<\/h3>\n

Il filamento PA6 \u00e8 un polimero termoplastico semicristallino e una delle poliammidi pi\u00f9 utilizzate al mondo. Con un punto di fusione di 220\u00b0C, il PA6 \u00e8 usata in un’ampia variet\u00e0 di applicazioni grazie al suo buon rapporto prestazione\/costo. Sebbene sia stato tradizionalmente utilizzato nei metodi di produzione industriale, ha gradualmente guadagnato popolarit\u00e0 nel settore della stampa 3D grazie alle sue interessanti propriet\u00e0 meccaniche e alla sua capacit\u00e0 di creare parti ad alte prestazioni. Inoltre, il PA6 \u00e8 un materiale pi\u00f9 difficile da stampare in 3D rispetto alle plastiche standard come il PLA<\/a> o l’ABS<\/a>. Il suo range di temperatura di stampa \u00e8 tra 250-270\u00b0C, quindi bisogna fare attenzione a garantire un ambiente di lavoro adatto affinch\u00e9 non si restringa.<\/p>

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In termini di origine, si differenzia dagli altri tipi di poliammide in quanto si forma per polimerizzazione ad anello, che \u00e8 una delle vie attraverso le quali vengono sintetizzati molti polimeri. Questo lo rende un caso speciale nel confronto tra polimeri di condensazione (l’intera molecola di monomero diventa parte del polimero) e polimeri di addizione (parte della molecola di monomero si perde quando diventa parte del polimero). Quando si analizza l’impatto ambientale della poliammide 6 e ci si muove verso un materiale pi\u00f9 sostenibile, si devono prendere in considerazione due aspetti importanti. In primo luogo, i processi di produzione utilizzati per ottenere il materiale, e in secondo luogo, la materia prima coinvolta in questo processo di conversione; entrambi definiranno l’impronta di carbonio di questa poliammide.<\/p>\n

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Il PA6 \u00e8 un filamento di stampa 3D esigente (crediti foto: Sharebot)<\/p><\/div>\n

Composizione e impatto ambientale di PA11 e PA12<\/h3>\n

In termini di chimica, le poliammidi 11 e 12 sono molto simili; differiscono solo per un atomo di carbonio nella catena principale del polimero. Tuttavia, quest’unico atomo fa un’enorme differenza nel modo in cui il polimero \u00e8 organizzato per creare il materiale. A parte questo, le principali differenze tra le polveri di poliammide per la stampa 3D stanno nella loro origine. Da un lato, il PA11 \u00e8 un polimero semi-cristallino generato da una materia prima “verde” utilizzando un processo di sintesi pi\u00f9 vicino al PA6 che al PA12. Questo tipo di nylon \u00e8 biosorgente, cio\u00e8 \u00e8 prodotto da materie prime rinnovabili derivate da piante, principalmente olio di ricino. Per quanto riguarda le sue applicazioni, la poliammide 11 si trova principalmente dove sono richieste una buona resistenza chimica, flessibilit\u00e0, bassa permeabilit\u00e0 e stabilit\u00e0 dimensionale, cio\u00e8 in ambienti piuttosto aggressivi.<\/p>\n

Il PA12, d’altra parte, \u00e8 una polvere sintetica fine che deriva dal petrolio. Le sue caratteristiche di base sono date dalla struttura chimica della poliammide stessa, cos\u00ec come dall’aggiunta di additivi o fibre che vengono aggiunti alla composizione. Le sue propriet\u00e0 pi\u00f9 importanti sono l’alta resistenza agli agenti chimici, alle condizioni ambientali e all’impatto, cos\u00ec come il basso assorbimento di acqua, la facilit\u00e0 di lavorazione e, infine, una buona resistenza all’abrasione e allo scivolamento. Tra le sue principali applicazioni, questa plastica \u00e8 usata nelle industrie high-tech come quella automobilistica e aerospaziale. Come gi\u00e0 detto, ci\u00f2 \u00e8 dovuto alle sue eccellenti propriet\u00e0 meccaniche, che sono essenziali in questi settori professionali.<\/p>\n

Per capire meglio le disparit\u00e0 tra le due poliammidi e, pi\u00f9 specificamente, la loro origine, Sculpteo afferma sul suo sito web: “PA11 HP si basa su fonti di biomassa rinnovabili al 100%. Il seme di ricino viene estratto dalla pianta di ricino per fare l’olio. L’olio viene poi trasformato in un monomero (acido 11-aminoundecanoico), che viene infine polimerizzato. Questo materiale PA11 \u00e8 un’alternativa sostenibile al PA12, che offre propriet\u00e0 interessanti per i componenti che richiedono il contatto con la pelle.” <\/em>Quindi, in termini di sostenibilit\u00e0, il nylon 11 dovrebbe essere la bioplastica a cui rivolgersi per prima, anche se questo dipende dalle applicazioni per le parti stampate in 3D.<\/p>\n

Nylon, stampa 3D e sostenibilit\u00e0<\/h3>\n

Come altre plastiche sintetiche, il nylon non \u00e8 un materiale che pu\u00f2 essere degradato dall’ambiente. Questo sarebbe il caso di altre risorse naturali, come la carta, il legno o il vetro, che si ossidano e si decompongono nel tempo. Pertanto, il metodo pi\u00f9 comune per combattere il complesso smaltimento della plastica sul nostro pianeta \u00e8 il riciclaggio, cio\u00e8 la conversione. \u00c8 importante ricordare che le bioplastiche, come il PA11, sono difficili da riciclare, poich\u00e9 la maggior parte delle citt\u00e0 non ha le strutture per trattarle. Molti di loro finiscono nelle discariche, il che li priva di ossigeno. Questo innesca il rilascio di metano nell’atmosfera, un gas a effetto serra 23 volte pi\u00f9 potente del CO2, che si crede contribuisca alla riduzione dell’ozono pi\u00f9 della plastica tradizionale.<\/p>\n

Concentrandosi sulle due principali tecnologie utilizzate, \u00e8 chiaro che in termini di sostenibilit\u00e0, la stampa SLS 3D di nylon ha un vantaggio fondamentale. Una volta che il processo di fabbricazione \u00e8 completo, le parti sono circondate da polvere non sinterizzata, che a sua volta serve come supporto per le parti stampate. Nella tecnologia SLS, fino al 70% di questa polvere non sinterizzata pu\u00f2 essere riutilizzata per la stampa futura. Dal punto di vista della sostenibilit\u00e0 e della riciclabilit\u00e0, questo \u00e8 un grande vantaggio rispetto al processo FDM, poich\u00e9 i supporti di stampa non saranno riconvertiti in filamenti per essere riutilizzati.<\/p>\n

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La tecnologia SLS sembra essere pi\u00f9 interessante in termini di sostenibilit\u00e0 (crediti foto: Arkema)<\/p><\/div>\n

Per valutare e controllare l’impatto ambientale delle aziende, esiste la cosiddetta CSR o responsabilit\u00e0 sociale delle imprese, che si riferisce alla responsabilit\u00e0 che ogni organizzazione ha nei confronti dell’ambiente. Questo aspetto \u00e8 sempre pi\u00f9 presente nell’attivit\u00e0 di tutti gli attori della stampa 3D. In effetti, molte aziende del settore stanno gi\u00e0 sviluppando soluzioni bio-based per ridurre questo impatto ambientale.<\/p>\n

Arkema \u00e8 uno dei chimici pi\u00f9 rinomati del settore e dispone di una vasta gamma di materiali per la stampa 3D, tra cui il nylon. In particolare, Arkema ha un’esperienza e un know-how unici nella chimica dell’olio di ricino. Jean-Luc-Dubois, responsabile della catalisi, dei processi e della valorizzazione delle biomasse di Arkema, commenta: “I nostri processi biobased dimostrano che \u00e8 possibile utilizzare materie prime rinnovabili per realizzare prodotti tecnici e competitivi dal punto di vista dei costi che soddisfano una reale domanda del mercato<\/em>“.<\/p>\n

Le prospettive future<\/h3>\n

\u00c8 chiaro che tutti i materiali usati nell’industria manifatturiera hanno un certo impatto sull’ambiente, che sia attraverso le emissioni di gas o il grado di riciclabilit\u00e0 delle parti. Inoltre, mentre attualmente non esiste un valido sostituto per la poliammide a base di petrolio, sono attualmente allo studio promettenti blocchi di poliammide a base biologica. Poich\u00e9 il prezzo del petrolio continua a fluttuare e la consapevolezza della crisi climatica aumenta, \u00e8 probabile che vengano sviluppate pi\u00f9 alternative agli attuali componenti in nylon.<\/p>\n

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L’industria della fabbricazione additiva ha un futuro promettente in termini di sostenibilit\u00e0 (photo credits: FICEP S3)<\/p><\/div>\n

Sempre concentrandosi sul processo di stampa 3D in s\u00e9, sappiamo che la tecnologia \u00e8 nota per ridurre i tempi di produzione e la quantit\u00e0 di materiali utilizzati. Per quanto riguarda l’uso della poliammide 11, il team di Arkema afferma sul suo sito web: “Sempre pi\u00f9 aziende richiedono materiali puliti e sostenibili. PA11 \u00e8 un polimero al 100% a base biologica e la sua selezione si adatta perfettamente a questa strategia verde per soddisfare gli obiettivi di responsabilit\u00e0 sociale delle imprese. Sull’uso globale del nylon, Nuno Neves del FICEP S3 ha una visione pi\u00f9 mista: “La soluzione non \u00e8 smettere di fare e usare la plastica a base di petrolio, ma usarla in modo pi\u00f9 intelligente, riciclarla correttamente e smettere di pensare che qualsiasi cosa ‘organica’ sia buona, che raramente \u00e8 cos\u00ec semplice.<\/p>\n

Confrontando i due punti di vista, \u00e8 chiaro che l’industria della produzione additiva \u00e8 sulla strada giusta per quanto riguarda l’uso del nylon. Tuttavia, c’\u00e8 ancora molta strada da fare per rendere, come dice Neves, ‘bio’ positivo e raggiungere una produzione pi\u00f9 sostenibile con meno impatto ambientale.<\/p>\n

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*Crediti foto di copertina: Sculpteo<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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