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Test della resistenza agli agenti chimici

By Marzo 23, 2023Febbraio 29th, 2024Bcn3d, filamenti, guida ai materiali, stampa 3D

Nella scelta dei materiali, è fondamentale tenere in considerazione la resistenza chimica di ciascun elemento.

Per avere una visione generale della resistenza dei filamenti di BCN3D, ecco un test su come ciascuno di essi reagisce al contatto con un solvente organico.

La resistenza chimica influenza molto il successo della lavorazione.

In un ambiente industriale, è facile trovare una grande varietà di solventi chimici, come alcoli, chetoni, esteri e diverse miscele di idrocarburi minerali e sintetici.

Ma sono solventi anche alcuni materiali “comuni”, come il gasolio e la benzina, l’olio motore e il liquido dei freni.

In uno stabilimento industriale, gli utensili devono resistere al contatto con alcune delle miscele corrosive citate, data la natura dei materiali con cui sono normalmente a contatto.

Pertanto, è necessario tenere in considerazione la loro resistenza nella scelta del filamento.

Infatti, alcuni filamenti, se entrano in contatto con certi agenti chimici, assorbono il solvente e si deformano, alterando così le loro caratteristiche tecniche e meccaniche.

Per valutare la resistenza agli agenti chimici dei materiali di BCN3D, la casa madre li ha testati mettendoli a contatto con un solvente organico.

8 materiali e 24 ore in un bagno di solvente

chimici
Dettagli sulla configurazione della stampante:

Ugello: 0.6mm

Altezza del layer: 0.2mm

Pareti: 1.2mm

Pareti superiori e inferiori: 1mm

Densità: 20%

Dimensioni: 90 x 25 x 6mm

Materiali: PLA, PET-G, ABS, TPU, PA, PP, PAHT CF15 e PPGF30

L’esperimento è stato condotto immergendo i modelli in 3D in un agente corrosivo chiamato Nitro-P, un diluente per vernici.

Per massimizzare il danno, le parti sono state lasciate in immersione per 24 ore e il loro cambiamento è stato monitorato da una telecamera in timelapse, seguita da una valutazione visiva e fisica.

chimica

Cosa è successo ai materiali?

Il solvente ha cambiato totalmente la geometria del modello.

La finitura non è più brillante e i layers si sono fratturati.

Sebbene all’inizio del test il materiale abbia resistito alla corrosione chimica, una volta che il solvente è penetrato, la degradazione del modello è accelerata velocemente.

Lo spessore del campione è aumentato del 60%.

Il solvente ha causato una lucidatura del campione, nascondendo leggermente gli strati.

La finitura è meno luminosa.

Lo spessore del campione è aumentato del 10%.

Il campione ha anche una piccola rottura.

Dopo il test, la flessibilità è aumentata in modo significativo.

Il solvente ha influito drasticamente sul materiale.

Il fluido ha ridotto il volume del modello del 15%, separando gli strati e rendendolo viscoso nell’area sommersa.

Il campione, inoltre, presenta una maggiore luminosità.

La degradazione è stata costante dall’inizio del test. Alla fine, il solvente rimanente ha assunto lo stesso colore del materiale.

Si è verificato un aumento di volume dovuto alla capacità di assorbimento del TPU.

Quindi, il campione ha assorbito velocemente il solvente, generando delaminazioni nell’area immersa del modello.

Lo spessore del campione è aumentato del 150%.

Il materiale si è temporaneamente ammorbidito, ma dopo l’evaporazione del solvente assorbito è tornato alle sue caratteristiche tecniche e meccaniche originali.

Questo fatto dimostra che si è trattato di un fenomeno di adsorbimento fisico senza dissoluzione del polimero.

Il modello è aumentato in flessibilità per effetto del solvente.

La poliammide ha, infatti, assorbito il solvente, senza un’effettiva degradazione della struttura polimerica del campione.

Lo spessore è aumentato del 10%.

Il campione non presenta variazioni dimensionali o estetiche e non ha modificato il suo comportamento meccanico.

Il modello è migliorato in termini di flessibilità, ma non si nota alcuna dissoluzione del materiale.

Lo spessore è aumentato del 12%.

Il campione non presenta variazioni dimensionali o estetiche e non ha modificato il suo comportamento meccanico.

In conclusione

Il TPU e il PLA hanno iniziato a gonfiarsi, assorbendo una grande quantità di solvente. Di conseguenza, hanno aumentato la loro flessibilità e ridotto la loro resistenza generale.

Alla fine del test, l’integrità strutturale del TPU e del PLA era totalmente compromessa.

Anche l’ABS e il PET-G sono stati fortemente influenzati dal solvente: mentre l’ABS si è letteralmente dissolto, il solvente ha levigato e ammorbidito la finitura del componente in PET-G, mantenendo tuttavia intatta la forma generale.

Sia il PA che il PAHT CF15 si sono leggermente gonfiati, ma hanno mantenuto la maggior parte della loro forma e resistenza originali.

D’altro canto, né il PP né il PP GF30 hanno risentito dell’azione del solvente per tutta la durata del test.

Sono quindi materiali adatti a tutte le applicazioni industriali in cui le parti in 3D devono resistere al contatto con fluidi chimici simili.

Trovi l’articolo originale sul blog di BCN3D.

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