I materiali plastici possono essere classificati in 3 gruppi: plastica standard, ingegneristica e avanzata.

Le plastiche avanzate sono conosciute come PAEK (poliaril etere chetone), plastiche semicristalline che resistono ad alte temperature conservando le proprietà meccaniche.

Immagine 1: Piramide di classificazione delle plastiche. Fonte: Filament2print.

All'interno della famiglia PAEK ci sono tre tipi: PEEK, PEKK e PEI, tutti con alta resistenza chimica, meccanica e alta temperatura di infiammabilità. Tra questi tre materiali, il PEI si distingue dagli altri per la sua stabilità dimensionale, che gli conferisce un'alta resistenza termica senza variare le proprietà meccaniche.

Il PEI viene solitamente utilizzato in applicazioni dove la resistenza termica e i valori di pressione elevati sono un requisito indispensabile, come ad esempio nella stampa ad iniezione. La realizzazione di stampi per la stampa ad iniezione attraverso la stampa 3D riduce i costi di produzione e accelera il processo di prototipazione, ottenendo risultati in modo più rapido e semplice. Uno dei filamenti che si distingue per questa attività è l'Ultem 1010.

Per stampare in 3D un filamento come l'Ultem 1010, è necessario utilizzare una stampante 3D industriale che raggiunga una temperatura di stampa superiore a 400 ͒C, una temperatura della base di stampa di almeno 150 ͒C e una temperatura della camera di almeno 80 ͒C.

Qualche anno fa era difficile pensare che il prototipo di una parte potesse essere riprodotto in poche ore e con finiture e qualità eccezionali. L'integrazione della stampa 3D nel processo produttivo industriale è avvenuta in modo lento, a causa delle limitazioni esistenti in termini di volume di produzione e della scarsità di materiali tecnici disponibili. Oggi la stampa 3D FDM è uno strumento indispensabile nell'industria ed è accessibile a qualsiasi utente che voglia ampliare le proprie conoscenze e competenze in questo metodo di produzione.

Nella produzione di parti tramite stampa 3D FDM per l'industria, spesso è necessaria la fabbricazione di parti con geometrie complesse che possono richiedere strutture di supporto per sostenere le aree con sbalzi o angoli troppo pronunciati. Quando si stampa in 3D una parte con supporti, è possibile utilizzare lo stesso materiale di costruzione. Questi supporti devono essere rimossi una volta completato il processo di stampa 3D. In questi casi, bisogna prestare attenzione durante la rimozione, poiché si potrebbe danneggiare la parte finale. Inoltre, dopo aver rimosso le strutture di supporto, è necessario eseguire una post-elaborazione per lasciare la superficie della parte priva di residui del materiale in eccesso, al fine di ottenere una superficie il più uniforme possibile.

Immagine 2: Turbina stampata in 3D con e senza materiale di supporto. Fonte: Infinite material solution.

Per facilitare il processo di stampa 3D FDM di parti con geometrie complesse, sono stati sviluppati vari materiali di supporto solubili (in sostanze come il D-Limonene o in acqua) compatibili con diversi materiali come il PLA, PETG o ABS, ma non adatti per l'uso in combinazione con filamenti avanzati come il PEEK, PEKK o PEI Ultem a causa della loro alta temperatura di stampa.

Infinite Material Solutions è un'azienda statunitense fondata nel 2018, dedicata allo sviluppo di materiali innovativi per la stampa 3D FFF. Nel novembre 2020, Infinite Material Solutions ha lanciato AquaSys 180, un materiale di supporto solubile progettato per resistere ad alte temperature.

Immagine 3: Processo di stampa 3D con AquaSys 180. Fonte: Infinite material solutions.

AQUASYS 180 è il primo materiale di supporto solubile compatibile con materiali avanzati, in grado di sopportare temperature di stampa fino a 300 ͒C e temperature della base e della camera fino a 180 ͒C. Grazie alla sua resistenza termica, AQUASYS 180 può essere utilizzato come materiale di supporto solubile in combinazione con materiali avanzati come PEEK, PEKK, ULTEM o PPSU, offrendo maggiore libertà di progettazione e flessibilità per il settore industriale.

Così, grazie alla ricerca di produttori come Infinite Material Solutions e al loro impegno nello sviluppo di nuovi prodotti avanzati come Aquasys 180, il settore industriale dispone ogni giorno di risorse sempre maggiori per la produzione di pezzi mediante la stampa 3D FDM.