Obsidian PA6+CF (Alternativa ONYX Markforged)

3DXtech è un produttore di filamenti tecnici con sede negli Stati Uniti, operante dal 2014. Si concentrano sulla creazione di filamenti polimerici innovativi e miscele personalizzate che soddisfino le esigenze funzionali più avanzate che emergono nel mercato della produzione additiva. 3DXtech offre una vasta gamma di materiali che include materiali tecnici avanzati e filamenti di supporto. Secondo le loro parole, i prodotti di 3DXtech sono destinati a "applicazioni di utilizzo finale impegnative in cui la funzionalità è la cosa più importante". La loro specialità sono i filamenti rinforzati con fibra di carbonio, come il filamento Obsidian PA6 CF.

Il filamento Obsidian PA6 CF di 3DXtech è stato sviluppato per essere un sostituto conveniente del filamento Markforged Onyx (>30 % di risparmio), compatibile con tutte le stampanti 3D di Markforged e con qualsiasi stampante in grado di stampare filamenti PA6 CF. L'Obsidian PA CF è composto da >80 % di copolimero PA6 e <20 % di fibra di carbonio ad alto modulo.

Immagine 1: Pezzo stampato con l'Obsidian PA CF. Fonte: 3DXtech.

Il nylon (PA) è un polimero sintetico del gruppo delle poliammidi. È un materiale conveniente e molto versatile che viene ampiamente utilizzato nella stampa 3D grazie alla sua durabilità, flessibilità, termoplasticità e resistenza all'abrasione, agli urti, all'attrito, alla corrosione e ai prodotti chimici. Le sue prime applicazioni erano principalmente nell'industria dei beni di consumo (spazzolini da denti, calze da donna), ma il nylon ha trovato rapidamente altri utilizzi più avanzati, ad esempio, per la fabbricazione di paracadute, corde, giubbotti antiproiettile e rivestimenti per elmetti per l'esercito statunitense.

Attualmente, il nylon ha usi così diversi come linee da pesca, corde per chitarre, cerniere lampo, prodotti dell'industria alimentare, prodotti chirurgici, viti, macchinari industriali, industria automobilistica e aerospaziale e sport.

Nella stampa 3D, può essere trovato sotto forma di polvere (SLS e MJF), granuli e filamento (FDM). I principali tipi di nylon utilizzati nella stampa 3D sono la varietà PA12 (automobilistica, macchinari, industria) e la varietà PA6. Il PA6 è la poliammide più utilizzata grazie alla sua ottima rapporto prestazioni/costo. Si distingue per la sua tenacità, la sua resistenza al calore a breve e lungo termine, la sua resistenza agli idrocarburi alifatici (olio/gas/lubrificanti), la sua alta qualità superficiale e lavorabilità, e il suo limite elastico.

L'aggiunta di fibre di carbonio

I filamenti con applicazioni tecniche sono spesso rinforzati con fibre di carbonio o di vetro per ottimizzare il filamento per il compito per cui è destinato. L'aggiunta di fibra di carbonio (CF) rende il filamento più rigido e più stabile dimensionalmente, riducendo così il rischio di warping. I pezzi stampati con filamenti arricchiti con CF sono un ottimo sostituto per i pezzi metallici a causa del loro minore peso. Queste proprietà rendono i plastici rinforzati con CF perfetti per l'industria automobilistica (alta resistenza alla trazione e modulo, elevata resistenza alla temperatura e bassa espansione termica) e l'industria aerospaziale (riduzione del peso fino al 50 % con conservazione della funzionalità).

Immagine 2: Confronto delle dimensioni di una fibra di carbonio e un capello umano. Fonte: 3DXtech.

Obsidian PA6 CF di 3DXtech

Questo filamento PA6 CF è rinforzato con fibre di carbonio di 5-10 μm, allineate lungo l'asse del filamento, conferendo al materiale grandi proprietà strutturali, meccaniche e termiche, sfruttando al meglio il nylon e la fibra di carbonio. L'Obsidian PA6 CF si distingue per il suo basso warping, bassa contrazione, basso CTE (coefficiente di espansione termica) e grande fluidità del materiale, rendendolo un filamento facile da stampare in 3D.

Questo materiale è ideale sia per la creazione di prototipi che per la produzione di pezzi finiti. È anche possibile produrre pezzi complessi con una stampante 3D dotata di doppio estrusore, utilizzando Obsidian PA6 CF come materiale di costruzione in un estrusore e un filamento di supporto nell'altro. Il filamento di supporto consigliato per questo materiale è il filamento di supporto AquaTek X1 UMS solubile in acqua.

Obsidian PA6 CF è ideale per stampare in 3D elementi che devono essere rigidi ma anche leggeri, il che lo rende il materiale scelto per l'industria aerospaziale, l'ingegneria civile, l'esercito e i motori sportivi.