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
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.
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.