{"id":4332,"date":"2023-07-10T09:47:55","date_gmt":"2023-07-10T07:47:55","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/?p=4332"},"modified":"2023-07-10T09:46:50","modified_gmt":"2023-07-10T07:46:50","slug":"guida-pei-ultem-stampa-3d-221220229","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/guida-pei-ultem-stampa-3d-221220229\/","title":{"rendered":"Tutto quello che c’\u00e8 da sapere su PEI\/ ULTEM \u00ae per la stampa 3D"},"content":{"rendered":"

Negli ultimi anni, l’uso di materiali termoplastici ad alte prestazioni<\/a> \u00e8 diventato sempre pi\u00f9 importante nel settore della stampa 3D, poich\u00e9 la tecnologia si sta spostando dalla prototipazione rapida alla produzione di parti finite. Di conseguenza, i requisiti per i materiali di stampa 3D sono aumentati e le termoplastiche ad alte prestazioni stanno diventando sempre pi\u00f9 comuni. Le loro propriet\u00e0 li rendono un’alternativa economica ad alcuni metalli e sono apprezzati da molti settori come quello aerospaziale e medico<\/a>. All’interno di questa famiglia troviamo il poliarileterchetone (PAEK), in grado di resistere alle alte temperature e che forse conoscete come PEEK o PEKK. Esiste un’alternativa molto pi\u00f9 economica, la polietereimmide (PEI), un materiale amorfo meglio conosciuto con il nome commerciale di ULTEM\u00ae. Disponibile come filamento per stampanti 3D FDM<\/a>, \u00e8 compatibile con alcune macchine, tra cui quelle di Stratasys. Ripercorriamo quindi insieme le caratteristiche principali dell’ULTEM.<\/p>\n

Il PEI \u00e8 stato sviluppato negli anni ’80 da Joseph G. Wirth ed \u00e8 stato commercializzato dalla Plastics Division di General Electric con il nome di ULTEM. Nel 2007, l’azienda ha venduto le sue attivit\u00e0 nel settore delle materie plastiche alla Saudi Basic Industries Corporation (SABIC), che ha cos\u00ec recuperato il relativo brevetto. Sebbene l’ULTEM\u00ae sia stato accolto da molte industrie grazie alle sue propriet\u00e0 meccaniche, \u00e8 diventato adatto alla produzione di massa solo con lo sviluppo di stampanti FDM\/FFF ad alte prestazioni: l’estrusore della macchina deve essere infatti riscaldato temperature molto elevate per fondere la termoplastica.<\/p>\n

\"\"

Crediti immagine: GEWO3D<\/p><\/div>\n

Produzione e caratteristiche di ULTEM\/PEI<\/h3>\n

ULTEM\u00ae \u00e8 una famiglia di materiali termoplastici amorfi a base di polieterimmide (PEI). Una delle sue caratteristiche principali sono le propriet\u00e0 ignifughe: elevata resistenza alla fiamma, bassa generazione di fumo e bassa tossicit\u00e0. Queste propriet\u00e0 si riflettono in ottimi risultati nei test FST (Flame, Smoke, Toxicity). ULTEM\u00ae \u00e8 altamente resistente alle alte temperature, con un Indice Termico Relativo (RTI) fino a 180\u00b0C. L’ULTEM \u00e8 inoltre caratterizzato da elevata resistenza, rigidit\u00e0 e stabilit\u00e0 dimensionale, buona resistenza al creep ed elevata resistenza chimica. Le diverse variet\u00e0 di ULTEM presentano anche un elevato rapporto resistenza\/peso e possono persino sostituire alcuni metalli grazie alle loro propriet\u00e0 meccaniche e all’elevato grado di lavorabilit\u00e0. Questi materiali sono disponibili in una gamma di colori trasparenti e opachi. I materiali ULTEM mantengono la loro forza e resistono alla tensocorrosione se esposti a fluidi per autoveicoli e aerei, idrocarburi alifatici, alcoli, acidi e soluzioni acquose deboli. ULTEM\u00ae 1010 ha un’elevata resistenza alla trazione e durabilit\u00e0. \u00c8 biocompatibile e certificato NSF 51 per il contatto con gli alimenti. Pu\u00f2 anche resistere alla sterilizzazione a vapore.<\/p>\n

Esistono anche copolimeri ULTEM, in grado di resistere a temperature ancora pi\u00f9 elevate e di adattarsi a diverse esigenze in termini di propriet\u00e0 chimiche ed elasticit\u00e0. SABIC ha lanciato anche una gamma rinnovabile certificata ISCC+. Queste variet\u00e0 di ULTEM, ricavate da rifiuti e residui, offrono le stesse elevate prestazioni e lavorabilit\u00e0 di quelle ricavate da combustibili fossili. Entro la met\u00e0 del 2023, i materiali ULTEM rinnovabili rappresenteranno pi\u00f9 di un quarto dei materiali ULTEM offerti da SABIC.
\nSABIC offre attualmente 140 variet\u00e0 di ULTEM\u00ae. Di particolare rilievo \u00e8 l’ULTEM\u2122 9085 CG, utilizzato nel settore aerospaziale<\/a> per gli interni delle cabine, ma anche nel settore ferroviario<\/a>. ULTEM HU1010 \u00e8 utilizzato per dispositivi medici e applicazioni farmaceutiche poich\u00e9 \u00e8 biocompatibile.<\/p>\n

ULTEM\/PEI nella stampa 3D<\/h3>\n

La gestione della temperatura \u00e8 essenziale quando si stampa ULTEM\u00ae. La temperatura della camera deve essere sempre controllata, altrimenti possono comparire irregolarit\u00e0 e l’adesione degli strati pu\u00f2 risentirne. La temperatura di transizione vetrosa, alla quale un polimero amorfo passa dallo stato duro\/vetroso a quello morbido\/gommoso e viceversa, \u00e8 molto alta per l’ULTEM, raggiungendo i 217\u00b0C per l’ULTEM1010 (185\u00b0C per l’ULTEM9085). Per ottenere risultati ottimali, la temperatura della camera di stampa dovrebbe essere leggermente inferiore alla temperatura di transizione vetrosa. In questo modo si garantisce che i pezzi abbiano le dimensioni corrette e che le loro propriet\u00e0 meccaniche siano mantenute. Una volta completata la stampa, la camera di stampa deve essere raffreddata lentamente e uniformemente, in modo che il pezzo si raffreddi gradualmente.<\/p>\n

\"ULTEM\"

Una parte stampata in 3D utilizzata su un lanciatore spaziale (Crediti: Stratasys)<\/p><\/div>\n

Rispetto al PEEK, il PEI \u00e8 di solito pi\u00f9 economico. \u00c8 un materiale che ha il vantaggio di essere certificato per una serie di applicazioni aerospaziali, soddisfacendo requisiti altamente standardizzati. Tuttavia, il PEI presenta una minore resistenza agli urti e alle temperature.<\/p>\n

Applicazioni di ULTEM\/PEI<\/h3>\n

Come menzionato, PEI \u00e8 ampiamente utilizzato nell’industria aerospaziale, in particolare l’ULTEM\u00ae 9085 per le caratteristiche citate. Il materiale \u00e8 utilizzato anche nell’industria automobilistica, medica e alimentare, soprattutto nella progettazione di utensili da cucina, ma anche nell’utensileria in generale, per la progettazione di stampi, maschere o vari elementi di fissaggio. L’azienda Bombardier, ad esempio, utilizza questo materiale per la produzione di utensili personalizzati, per la personalizzazione dei componenti delle sue linee di produzione e per la produzione di parti finite dei suoi treni.<\/p>\n

Produttori e prezzi<\/h3>\n

Infine, per quanto riguarda i produttori, SABIC \u00e8 oggi l’unica a fornire la materia prima, sotto forma di resina o schiuma. L’azienda produce i propri filamenti per la produzione additiva: storicamente erano compatibili solo con la gamma di macchine Stratasys, ma negli ultimi anni SABIC ha stretto altre partnership, come quella con Roboze<\/a>, che pu\u00f2 stampare il filamento ULTEM\u2122 AM9085F. Alcuni produttori offrono filamenti propri, come KIMYA, 3DXTech o 3D4Makers.<\/p>\n

Inoltre, SABIC ha anche lanciato un filamento di supporto, l’AMS31F, pi\u00f9 facile da rimuovere rispetto ad altri materiali di supporto che spesso devono essere riscaldati. In questo modo, il pezzo pu\u00f2 mantenere tutte le sue propriet\u00e0 meccaniche e permette\u00a0 all’utente di risparmiare tempo prezioso.<\/p>\n

\"ULTEM\"

SABIC ha sviluppato un supporto di stampa 3D per l’ULTEM.<\/p><\/div>\n

Per quanto riguarda il prezzo il PEI \u00e8 meno costoso del PEEK: costa intorno ai 150 euro al kg contro gli almeno 300 euro della stessa quantit\u00e0 di PEEK. \u00c8 un materiale che ha il vantaggio di essere certificato per diverse applicazioni aerospaziali, rispondendo a requisiti altamente standardizzati. Tuttavia, \u00e8 meno resistente agli urti e alle temperature del PEEK.<\/p>\n

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