10 anni di Lay Filaments

Ogni invenzione inizia con un esperimento ed è considerata rivoluzionaria in qualche misura. La produzione additiva non è diversa in questo senso, e l'aspetto sperimentale e rivoluzionario dei nuovi materiali e delle tecnologie nella stampa 3D è sempre molto affascinante ed emozionante. Questo è dovuto al fatto che la stampa 3D è relativamente nuova ma si sta sviluppando a un ritmo veramente impressionante, soprattutto perché sempre più settori e aziende decidono di entrare nell'Industria 4.0 con l'aiuto della AM. Ciò comporta una vasta gamma di esigenze da soddisfare e sfide da superare.

Dieci anni produttivi nel mercato della stampa 3D

Dieci anni fa, quando il mercato della stampa 3D offriva solo PLA e ABS, un ingegnere tedesco di nome Kai Parthy lanciò il suo primo filamento chiamato LayWoo-D3. In quel momento, era il primo filamento di legno sul mercato, e lo stesso inventore suscitò l'interesse della comunità della stampa 3D. Il suo successivo invento, LayBrick, incoraggiò altri produttori a iniziare a sperimentare anche con filamenti di legno e ceramica. Oggi si può affermare con sicurezza che Kai Parthy non ha deluso, poiché non ha smesso di offrire filamenti per la stampa 3D e altre invenzioni, come un hotend a doppio colore o soluzioni anti-warping.

Il catalogo dei filamenti Lay

Il catalogo dei filamenti Lay è composto da più di 10 filamenti innovativi (alcuni con variazioni) con proprietà interessanti e uniche nel mercato della stampa 3D. I filamenti Lay hanno usi molto speciali e pratici e, nella maggior parte dei casi, danno luogo a un oggetto che non sembra affatto stampato in 3D, il che in certe applicazioni può essere un vantaggio. Tutti i filamenti di Kai Parthy sono prodotti di alta qualità sottoposti a numerosi test prima di essere lanciati sul mercato. Alcuni dei filamenti Lay più innovativi sono GrowLay, la serie LayWood, LayBrick, LayCeramic, Reflect-o-Lay, SoLay, MoldLay, la serie PoroLay e la serie LayAway.

GrowLay

Al momento del suo lancio, il filamento GrowLay era un materiale mai visto nella stampa 3D. Si tratta di un filamento microcapillare biodegradabile in grado di assorbire acqua, fertilizzante liquido, semi e substrato, quindi può essere utilizzato come struttura per coltivare piante, funghi, licheni, muschio e persino formaggio.

Immagine 1: Pezzi stampati in 3D con il filamento GrowLay marrone e bianco. Fonte: Lay Filaments.

Viene presentato in due opzioni: GrowLay marrone e GrowLay bianco. Entrambi possono essere colorati con coloranti alimentari e sterilizzati (mai termicamente), il che lo ha reso molto popolare tra i centri di ricerca, le istituzioni farmaceutiche e persino i cuochi creativi.

Video 1: Come stampare in 3D con il filamento GrowLay marrone. Fonte: RucklerSaga.

Mentre il GrowLay marrone contiene cellule di legno naturale nella sua composizione, il GrowLay bianco no, il che si traduce in una minore resistenza alla trazione e rigidità. Ciò lo rende leggermente più difficile da stampare in 3D e quindi è consigliato per coloro che hanno esperienza con il GrowLay marrone.

La serie LayWood

LayWoo-D3 è il filamento con cui tutto è iniziato nel 2012. Questo filamento è composto dal 40% di fibre di legno e ha una finitura superficiale simile a quella del legno. Può essere levigato e dipinto e cambia colore a seconda della temperatura di estrusione, il che lo rende perfetto per stampare in 3D oggetti decorativi come decorazioni per la casa o cornici in legno.

Immagine 2: LayWoo-D3 (a destra) e LayWood Flex (a sinistra) di Lay Filaments. Fonte: Lay Filaments.

Laywood Flex è stato creato partendo dal LayWoo-D3 aggiungendo componenti flessibilizzanti. È composto dal 35% di fibre di legno, un legante polimerico e un flessibilizzatore. Come il Laywoo-D3, può essere levigato e dipinto, e la temperatura di estrusione cambia la sua flessibilità e il colore, il che può essere utilizzato per ricreare l'effetto degli anelli di crescita annuali.

LayBrick e LayCeramic

LayBrick è composto da pietra arenaria e un legante polimerico, e la sua finitura superficiale assomiglia a pietra o ceramica, anche se non è un filamento ceramico per quanto riguarda le sue proprietà. La sua ruvidezza aumenta o diminuisce in base alla temperatura di estrusione. Come il LayWood, il LayBrick è perfetto per stampare in 3D oggetti decorativi o per stampare modelli architettonici.

Immagine 3: I filamenti LayBrick (a sinistra) e LayCeramic (a destra) di Kai Parthy. Fonte: Lay Filaments.

D'altra parte, il LayCeramic è un filamento con proprietà ceramiche reali. Un oggetto stampato in 3D con questo filamento deve essere sottoposto a un processo di de-binding e sinterizzazione per rimuovere il legante polimerico e renderlo completamente ceramico. Successivamente, l'oggetto può essere sottoposto a ulteriori processi (ad esempio, smaltatura) per conferirgli un aspetto ceramico.

Reflect-o-Lay

Reflect-O-Lay è un filamento realizzato in PLA semirigido e perle retro-riflettenti, un'altra invenzione di Kai Parthy. Il filamento è pieno di milioni di pigmenti riflettenti che brillano intensamente quando vengono illuminati con una torcia o le luci di un'auto, indipendentemente dall'angolo.

Video 2: Teoria del filamento Reflect-O-Lay. Fonte: Lay Filaments.

Il Reflect-O-Lay può essere utilizzato per stampare accessori per biciclette o segnaletica passiva per la visibilità e la sicurezza stradale, o accessori che brillano al buio. Gli oggetti stampati in 3D con il Reflect-O-Lay sono flessibili e lavabili, quindi possono essere incollati o cuciti sui vestiti e lavati senza perdere le proprietà riflettenti.

SoLay

Solay è un filamento elastico quanto la gomma (durometro Shore 90A) e è progettato per essere utilizzato in modo simile alla gomma, ad esempio su suole di scarpe, cinture o braccialetti. È stato sviluppato per il settore tessile, ma può essere utilizzato in altre industrie, sia per la prototipazione che per la stampa 3D di pezzi finiti. È perfetto per la stampa 3D di calzature sperimentali, in quanto può essere verniciato (sia il filamento che il pezzo stampato) con inchiostri a base alcolica.

Immagine 4: Tinta di un pezzo stampato in 3D con il filamento Solay. Fonte: Lay Filaments.

È facile stampare in 3D e si consiglia di farlo con una stampante 3D con estrusore diretto (ideale per filamenti flessibili), come la stampante Raise 3D Pro2 o la stampante Creality CR-10.

MoldLay

MoldLay è il nuovo lancio di Kai Parthy. Si tratta di un filamento con proprietà simili alla cera. È stato progettato per stampare stampi 3D per la fusione a cera persa, nonché stampi permanenti per metalli. Non mostra praticamente alcuna tensione e non richiede un letto riscaldato per la stampa 3D. Nel metodo di fusione a cera persa, il dado viene circondato da calcestruzzo e il modello del filamento viene fuso al suo interno, lasciando una forma che viene riempita con il metallo fuso desiderato.

Video 3: Fusione a cera persa con il filamento MoldLay. Fonte: Lay Filaments.

Una volta completato il pezzo, i resti di calcestruzzo possono essere rimossi immergendo il pezzo in un bagno di acido citrico per alcune ore. Il MoldLay rende il processo di stampaggio più semplice, conveniente e veloce rispetto alla tradizionale fusione a cera persa. Non emette fumi tossici quando si fonde e non richiede attrezzature specializzate, poiché il MoldLay può essere modellato in un forno da cucina standard.

La gamma PoroLay

Lay-Fomm e Gel-Lay sono due filamenti molto esclusivi della famiglia PoroLay. I materiali della famiglia PoroLay sono stati progettati per stampare oggetti 3D microporosi, galleggianti ed elastici simili a schiuma, gomma o cuoio.

Lay-Fomm, disponibile in due opzioni: LayFomm 40 (durometro Shore 40A) e LayFomm 60 (Shore 60A), è altamente poroso e parzialmente solubile. È composto da un polimero e PVA, un materiale solubile. L'oggetto stampato in 3D è rigido e resistente, ma quando viene immerso in acqua, il PVA si dissolve e rimane un oggetto elastico a cellule aperte. È ideale per stampare oggetti elastici tipo spugna, ad esempio una simulazione di vita marina. Maggiore è il tempo di immersione, più flessibile sarà l'oggetto. Inoltre, i pezzi stampati in 3D con il LayFomm possono essere mescolati con altri liquidi.

Video 4: Spugna stampata in 3D con il filamento LayFomm. Fonte: Lay Filaments.

GelLay, d'altra parte, imita la gelatina quando entra in contatto con l'acqua. È composto da un elastomero TPE e un PVA solubile. È molto utile per stampare oggetti morbidi per applicazioni in cui è necessario il contatto con l'acqua e la galleggiabilità, ad esempio nella biomeccanica.

Video 5: Stampa 3D con il filamento GelLay di Kai Parthy. Fonte: Lay Filaments.

L'oggetto stampato in 3D è resistente e rigido, ma una volta sciacquato con acqua o immerso in acqua, il PVA nel GelLay si scioglie e l'oggetto acquisisce proprietà gelatinose. Allo stesso modo del filamento LayFomm, il filamento GelLay può essere inumidito con liquidi diversi dall'acqua, come olio, glicerina, inchiostri, soluzioni saline, liquidi ionici o per essere conduttivo.

La gamma LayAway

La serie LayAways è una famiglia di materiali di supporto di Kai Parthy e comprende EthyLay, High-T-Lay (precedentemente noto come Chamberlay), LayCloud e LayPVA. I materiali di supporto aiutano a ottenere strutture complesse ed intricate quando si stampa in 3D con la tecnologia FDM. Una volta stampato l'oggetto in 3D, il supporto viene rimosso manualmente o per dissoluzione. Per stampare in 3D con materiali di supporto è necessaria una stampante 3D con doppio estrusore, come la stampante BCN Epsilon W27 o la stampante Raise3D E2.

High-T-Lay, precedentemente Chamberlay, è un filamento di supporto ad alta temperatura solubile in acqua per materiali ad alta temperatura di rammollimento. Può essere combinato con materiali tecnici come il PC o il POM, così come con filamenti standard come l'ABS, grazie alla sua temperatura di estrusione di 240°C e alla sua capacità di resistere a temperature della camera di circa 100°C per lunghi periodi. L'High-T-Lay può essere sciolto in acqua, quindi non richiede un'area di lavoro ben ventilata come quando si lavora con il D-Limonene, il solvente necessario per altri materiali di supporto come l'HiPS.

Immagine 5: Il materiale di supporto High-T-Lay per materiali ad alta temperatura. Fonte: Lay Filaments.

LayCloud è il primo materiale di supporto sul mercato progettato specificamente per l'uso con filamenti flessibili o semirigidi come il TPU e il TPE. Può essere stampato a temperature fino a 240°C e si scioglie sia in acqua calda che fredda, anche se l'acqua calda accelera il processo. Essendo solubile in acqua, offre un vantaggio pratico rispetto ai materiali di supporto come l'HiPS che richiedono il D-Limonene come solvente, una sostanza che deve essere utilizzata in aree ben ventilate e con dispositivi di protezione.

Immagine 6: Materiali di supporto della serie LayCloud LayAway. Fonte: Lay Filaments.

LayPVA è un altro filamento di supporto solubile di Kai Parthy. Il PVA (acetato di polivinile) è un materiale solubile in acqua spesso utilizzato come materiale di supporto. Non emette gas tossici, è incolore e può essere sciolto sia in acqua calda che fredda e, come LayCloud, l'acqua calda scioglie più rapidamente il LayPVA. È leggermente più rigido di altri filamenti PVA, il che facilita la stampa. È progettato per essere utilizzato con PLA, ABS e Nylon. LayPVA è stato progettato per essere più resistente alla deformazione termica e alla degradazione termica all'interno dell'estrusore, problemi comuni con altri filamenti PVA. Di conseguenza, può essere utilizzato con stampanti 3D con piano riscaldato e ancora aderisce bene.

Materiali di stampa 3D unici e visionari

Kai Parthy è un creatore di materiali estremamente creativo e prolifico. Introduce circa ogni anno un nuovo filamento inimmaginabile, avendo ora circa una dozzina di materiali originali e unici nel suo portfolio.

I filamenti Lay sono estremamente versatili e possono essere utilizzati in molteplici settori, da utenti con diverse competenze, e per numerose applicazioni come stampi, supporti, substrati per la coltivazione di piante, oggetti decorativi in legno e ceramica, tessuti, dispositivi per la sicurezza stradale o spugne e oggetti gelatinosi.

La comunità della stampa 3D attende con impazienza il prossimo materiale innovativo di Kai Parthy. Speriamo che i prossimi 10 anni del suo lavoro portino ulteriori filamenti all'avanguardia per le nuove esigenze che emergono ogni giorno nella produzione additiva.