Come tingere pezzi stampati in 3D con poliammide

Il nylon o poliammide (PA) è uno dei polimeri più utilizzati nell'ambito della stampa 3D professionale. Questo è dovuto alle sue eccellenti proprietà meccaniche di resistenza agli urti, flessibilità, resistenza chimica e alle alte temperature.

Attualmente, questo materiale viene utilizzato sotto forma di granuli, filamento o polvere a seconda se si utilizza una stampante 3D FDM o una stampante 3D SLS.

Nonostante le differenze proprie di ogni tecnologia di produzione, i pezzi stampati in 3D in poliammide sono incredibilmente resistenti, consentendo la realizzazione di prototipi funzionali o pezzi finali.

Immagine 1: Bobina e pezzi stampati in 3D in poliammide 6 tramite stampa 3D FDM. Fonte: Smart Materials.

Come molti altri materiali tecnici, di solito vengono acquistati nella loro versione "naturale", senza additivi che conferiscano colore. Pertanto, questi tipi di filamenti o polveri hanno spesso un colore bianco o biancastro che, in alcune circostanze, potrebbe non essere adatto all'applicazione specifica. Ci sono situazioni in cui potrebbe essere necessario ottenere finiture di diversi colori.

Per tinteggiare pezzi stampati in 3D in poliammide, è necessario considerare che si tratta di un materiale sintetico, quindi è necessario utilizzare una tinta apposita per materiali sintetici come il tinte RIT sintetico, disponibile in una varietà di colori.

Un altro aspetto da considerare è l'igroscopicità del nylon. Questo significa che il nylon ha la capacità di assorbire l'umidità dell'ambiente, il che rappresenta un ostacolo durante la conservazione e la lavorazione del materiale, poiché l'umidità può influire negativamente sul processo di stampa e persino causare stampe fallite. Per questo motivo, si raccomanda di effettuare il processo di tinteggiatura solo con pezzi finali e non con il materiale grezzo.

Il processo di tinteggiatura richiede una preparazione preliminare dei pezzi stampati in 3D in base alla tecnologia di produzione utilizzata:

• Stampa 3D FDM: Nel caso in cui si desideri tingere pezzi stampati in 3D con tecnologia FDM, l'utente deve rimuovere i supporti e eseguire il post-processo adeguato dei pezzi prima di tingere. È importante pulire la parte inferiore dei pezzi, specialmente se è stato utilizzato un adesivo.
• Stampa 3D SLS: Se l'utente lavora con la tecnologia di stampa 3D SLS, deve rimuovere l'eccesso di polvere, prima manualmente e poi utilizzando una pistola ad aria compressa. Successivamente, è consigliabile lavare i pezzi con acqua tiepida.

Immagine 2: Procedura per la rimozione della polvere da pezzi stampati in 3D con tecnologia SLS. Fonte: Filament2print.

In questo punto, i pezzi sarebbero pronti per essere tinti. Per farlo, devono essere seguiti i seguenti passaggi:

1. Scegliere il colorante

L'utente deve tenere presente che il colorante scelto deve essere adatto per materiali sintetici come la poliammide. Se si utilizza un colorante per fibre naturali, è probabile che i risultati desiderati non siano raggiunti.

Da Filament2print raccomandiamo i coloranti RIT, con i quali abbiamo lavorato per anni ottenendo eccellenti risultati. Inoltre, dispongono di una ampia gamma di colori e consentono anche di mescolare più colori, permettendo di ottenere tonalità personalizzate.

Immagine 3: Gamma di coloranti RIT. Fonte: Filament2print.

2. Diluire il colorante

Una volta scelto il colore, l'utente deve preparare la soluzione di acqua e colorante. Una proporzione che solitamente offre buoni risultati è 5:1. Bisogna tenere presente che la proporzione di questa soluzione influenzerà direttamente il risultato ottenuto. Se si desidera un tono più saturo, ridurre la proporzione di acqua, mentre se si desidera una finitura meno saturata, è possibile aumentare la proporzione di acqua rispetto al colorante.

Inoltre, è molto importante calcolare il volume di liquido necessario per immergere completamente il pezzo.

3. Riscaldare la soluzione

Il passaggio successivo è riscaldare la soluzione. La temperatura è anche un fattore decisivo per la finitura dei pezzi colorati. Questo parametro dipenderà in gran parte dal colore utilizzato, ma possiamo dire che dovrebbe aggirarsi intorno ai 60-80 °C. Al di sotto di 60 °C il colorante potrebbe non filtrarsi bene nel pezzo e oltre 80 °C il pezzo potrebbe deformarsi.

Tenendo conto di questo passaggio, si raccomanda di utilizzare un contenitore che possa essere isolato per evitare che il calore si disperda facilmente e si mantenga durante tutto il processo.

4. Introdurre i pezzi

Una volta che la soluzione raggiunge la temperatura adeguata, è possibile procedere a introdurre i pezzi stampati in 3D nel contenitore con la soluzione colorante.

Immagine 4: Inserimento dei pezzi stampati in 3D nella soluzione colorante. Fonte: Filament2print.

Le parti devono essere completamente immerse e l'utente deve assicurarsi che non galleggino, poiché ciò comporterebbe una parte del pezzo che non assorbe correttamente il colorante, causando una tonalità non uniforme. Lo stesso problema si verificherebbe quando si colorano più parti contemporaneamente se queste entrano in contatto tra di loro.

5. Tempo di colorazione

Il tempo di colorazione può variare a seconda del colore e della saturazione desiderati. Si consiglia di rimuovere i pezzi ogni tanto per osservare l'evoluzione della colorazione e di toglierli definitivamente quando si raggiunge la tonalità desiderata.

Più a lungo il pezzo rimane nella soluzione, più scuro sarà il colore definitivo. Qui di seguito è possibile vedere come ottenere una tonalità più chiara o più scura in base al tempo di colorazione.

Immagine 5: Colore in base al tempo di colorazione. Fonte: Filament2print.

6. Pulizia

Dopo aver tolto i pezzi dalla soluzione, devono essere sciacquati con acqua corrente per rimuovere l'eccesso di colorante. Successivamente, vanno posizionati su un asciugamano di carta e lasciati asciugare per qualche minuto.

Infine, se il processo di colorazione è stato eseguito correttamente, l'utente otterrà pezzi colorati in modo uniforme. Si deve tenere presente che, sia la proporzione di colorante sia la temperatura utilizzata e il tempo di colorazione influiranno direttamente sul risultato dei pezzi, quindi si consiglia di effettuare prove fino a raggiungere il risultato desiderato.

Senza dubbio, grazie ai coloranti sintetici, è possibile ottenere una varietà di finiture personalizzate su pezzi stampati in 3D con poliammide, offrendo una grande libertà di progettazione alle aziende e la possibilità di personalizzare i loro pezzi differenziandosi dal resto.