Sinterizzazione laser selettiva (SLS): Qual’è il materiale migliore per il tuo progetto?

Spesso ci viene chiesto: "Qual’ è il materiale migliore per la sinterizzazione laser selettiva (SLS)?". Senza qualche informazione in più, la risposta non è chiara. Infatti, una serie di fattori può influenzare il materiale più adatto. Continua a leggere per saperne di più.

Quali sono i diversi tipi di materiali SLS?

Il numero di materiali disponibili per il processo di sinterizzazione laser selettiva è molto ampio e comprende un vasto catalogo di termoplastici, metalli, ceramiche, compositi e materiali speciali. Il materiale più comunemente utilizzato per la SLS è la poliammide 12 (PA 12), nota anche come nylon 12. La polvere di poliammide può essere caricata con vari additivi. Questo per migliorare le proprietà meccaniche e termiche del pezzo SLS. Esempi di materiali poliammidici caricati sono il PA Carbon filled e il PA Glass Filled Nylon.
Noi di Protolabs offriamo sei materiali per SLS attraverso i nostri stabilimenti; 5 di questi sono materiali PA 12 e l'altro è un TPU.

Qual’è l’impatto del budget sulla scelta del materiale per la tecnologia SLS?

Ecco alcuni esempi di come il budget può influire sulla scelta del materiale SLS:

• Costo del materiale: È la considerazione principale per la scelta del materiale. Alcuni materiali termoplastici (ad esempio, il nylon non caricato) sono più convenienti dei metalli o dei polimeri specializzati (come il nylon caricato a vetro). Se il budget è limitato, si può optare per una scelta di materiale più economica che soddisfi comunque i requisiti delle specifiche dell'applicazione.
• Prototipo vs. Produzione: I vincoli di budget per un prototipo possono essere molto diversi da quelli per un pezzo di produzione. È possibile scegliere materiali meno costosi per un prototipo, per contenere i costi durante la fase di test. Nel frattempo, le prestazioni del pezzo di produzione e i materiali più costosi possono essere giustificati.
• Proprietà dei materiali: A materiali diversi corrispondono proprietà diverse. Il budget può giocare un ruolo importante nel decidere se scegliere un materiale con proprietà superiori e un costo più elevato o un materiale con proprietà adeguate a un prezzo inferiore.
• Applicazioni specializzate: Avete bisogno di un materiale biocompatibile o resistente alle fiamme? Questi tipi di materiali specializzati possono spesso essere più costosi.
• Post-lavorazione: Alcuni materiali possono richiedere fasi aggiuntive, come finiture superficiali o trattamenti termici, che possono aumentare il costo complessivo. I vincoli di budget possono influenzare la scelta di materiali che richiedono una post-elaborazione minima.
  
  

In che modo le fasi di sviluppo del prodotto influiscono sulla selezione dei materiali per SLS?

Durante la fase di progettazione del prodotto, spesso si preferiscono materiali con capacità di prototipazione rapida, come i materiali termoplastici a basso costo come il nylon. Questi materiali consentono di iterare e testare rapidamente i concetti di design senza dover sostenere costi elevati per i materiali.

Una volta raggiunta la fase di prototipazione e convalida, il materiale deve assomigliare molto alle proprietà del materiale di produzione finale per garantire un test accurato delle prestazioni.

Nella fase di ottimizzazione, i materiali sono spesso scelti in base a proprietà specifiche come la resistenza, il peso e la producibilità. In questa fase possono essere scelti anche materiali avanzati, come poliammidi caricate per migliorare le proprietà o polimeri speciali per ottenere specifiche caratteristiche prestazionali.

Nella fase di pre-produzione, i materiali utilizzati imiteranno il più possibile le proprietà dei materiali di produzione. I polimeri ad alte prestazioni potrebbero essere selezionati per convalidare le prestazioni in condizioni reali e valutare la loro idoneità alla produzione di massa.

Infine, nella fase di produzione, vengono selezionati materiali con proprietà ottimizzate per l'applicazione dei pezzi, tenendo conto dell'efficacia dei costi, della scalabilità e della coerenza delle prestazioni.

In che modo lo scopo del prodotto influisce sulla scelta del materiale SLS?

Lo scopo del prodotto gioca un ruolo fondamentale nel determinare il materiale più adatto. La tabella precedente mostra i materiali offerti da Protolabs e le loro caratteristiche principali. Se il tuo pezzo deve essere durevole e avere una buona resistenza alla temperatura, potreste scegliere il PA 12 bianco smooth. Se invece è fondamentale che il pezzo abbia un'elevata resistenza termica, si può scegliere un materiale caricato, come il PA 12 Glass Filled Smooth Bianco. Se l'alta resistenza ai raggi UV è una delle caratteristiche chiave, probabilmente dovresti prendere in considerazione il TPU-88A.
Non sono solo le proprietà a influenzare la decisione. L'estetica e la finitura superficiale possono essere requisiti fondamentali in alcuni settori o per alcuni componenti. Se hai bisogno di un pezzo con una finitura liscia, sarebbe ideale aggiunger il post-trattamento di vapour smoothing. Se l'estetica o il colore sono importanti, si può scegliere una finitura personalizzata.

Quali sono i materiali più recenti disponibili per SLS?

Nuovi materiali vengono aggiunti e studiati continuamente. Rispetto al nylon originale, materiali come il nylon riempito di vetro sono piuttosto nuovi, essendo arrivati sulla scena solo all'inizio del millennio. In tutti i settori, la sostenibilità è un tema di grande attualità, e questo non è diverso per l'SLS. Sono in corso ricerche su materiali riciclati come il polipropilene riciclato. Alla fine del 2023 3D Systems presenterà anche le stazioni di riciclaggio delle polveri (PRS) SLS 300, che funzionano con SLS 300 per riciclare e miscelare il materiale inutilizzato con materiale fresco. I polimeri biodegradabili sono stati introdotti nel settore già negli anni 2010, quando sono stati introdotti anche polimeri ad alte prestazioni come PEEK, PEI e PPS.

Qual’ è il miglior materiale SLS per il tuo pezzo? Speriamo che alcuni dei punti precedenti ti abbiano aiutato a trovare la risposta. Per ulteriori informazioni, non esitare a contattare uno dei nostri esperti tecnici al +39 (0)321 381 211.