È ormai possibile constatare di persona come l’Additive Manufacturing abbia rivoluzionato le dinamiche dell’odierna produzione industriale. La globalizzazione dei mercati e l’altissima concorrenzialità impongono la creazione di soluzioni che da un lato garantiscano performance eccellenti, e dall’altro si adoperino in favore di una Green Industry che sappia ridurre i tempi, abbattere i costi e, in ultima analisi, minimizzare gli sprechi. Ecco dunque che Prototipazione Rapida e Rapid Manufacturing superano i limiti progettuali dei tradizionali metodi produttivi favorendo un growth path sinergico tra ricerca e applicazione. L’avanguardia della tecnica, con differenti metodologie di stampa 3D, incontra l’innovazione dei materiali, ora programmabili e stampabili a seconda di proprietà e finalità.
Tra i nuovi materiali stampabili che già oggi trovano una loro applicabilità attraverso stampa 3D, il più utilizzato è sicuramente il Nylon 12, un poliammide (PA12) che grazie alle sue caratteristiche conferisce all’oggetto finale proprietà meccaniche di robustezza, durata, resistenza e altri importanti attributi. Ma ciò che rende questo materiale altamente funzionale è la possibilità di combinarsi con altri elementi al fine di ottimizzare le prestazioni finali: nasce così il nylon caricato carbonio, una soluzione innovativa capace di offrire innumerevoli vantaggi e destinata a differenti settori applicativi.
Nylon caricato Carbonio: caratteristiche generali
La caratteristica principale del Nylon caricato Carbonio è senza ombra di dubbio l’eccellente rapporto peso/rigidità: le proprietà più note del carbonio, ovvero leggerezza e robustezza, si fondono con le proprietà meccaniche e termiche del nylon, resistenza e durabilità, per creare un materiale rivoluzionario, facilmente stampabile ed estremante versatile.
Noto anche con l’acronimo PA12 CF (carbon filled), il nylon caricato carbonio presenta una percentuale di carbonio variabile tra il 15% e il 35% a seconda del punto di equilibrio desiderato tra resistenza e tenacità. Le specifiche di questo materiale consentono infatti di creare prodotti meccanicamente superiori, ma allo stesso tempo leggeri e funzionali. Rigidità, robustezza, forza peso ottimale e durevolezza sono inoltre amplificate dalla libertà progettuale delle tecniche di stampa 3D, che permettono non solo di creare modelli dalle geometrie complesse come volumi acclusi o a incastro senza strutture di sostegno da rimuovere, ma anche di bypassare alcuni step tecnici di produzione, come ad esempio l’inserimento dell’esatta stratificazione di fibra di carbonio con l’esatto orientamento direzionale all’interno degli stampi. È dunque facile intuire i risvolti di eventuali errori di calcolo o posizionamento, aspetti che ad oggi sono facilmente superabili già in fase progettuale
Il nylon caricato carbonio sottoposto a rifinitura finale presenta inoltre un’ottima proprietà di scorrimento e risulta pertanto meno abrasivo del nylon caricato vetro. Il carbonio conferisce anche una conducibilità termica superiore, che si traduce in una rapida dissipazione del calore da attrito, fondamentale per le applicazioni da scorrimento.
Nylon caricato Carbonio: vantaggi e applicabilità
L’incredibile connubio tra rigidità strutturale e peso ridotto, specifica del nylon caricato carbonio, garantisce una serie di vantaggi che rendono questo materiale la soluzione ideale per prestazioni che implichino il superamento di criticità ben definite:
- elevata stabilità dimensionale
- elevata resistenza all’usura
- elevata resistenza al deterioramento
- eccellente resistenza chimica (solventi, grassi, idrocarburi, oli, alcool, detergenti, basi minerali)
- minima conducibilità definita (il carbonio è usato come rinforzo, non come conduttore elettrico)
- buona sopportazione alla distorsione termica
Il nylon caricato carbonio è dunque il materiale perfetto per la realizzazione di prototipi funzionali e parti di uso finale che necessitano di rinforzo, rigidità e resistenza abbinati ad una ridotta densità e al minor peso possibile. Tutto questo si traduce in applicazioni trasversali soprattutto nell’Industria Meccanica, come può essere quella automobilistica o aerospaziale, ma anche in settori ricreativi come quello sportivo: pensiamo ad esempio alle componenti aerodinamiche del settore Automotive, oppure ai telai e alla pregiata componentistica di velocipedi di ultima generazione, o ancora strutture mobili e oggetti articolati in campo medico o in campo ornamentale, o persino nel settore dell’Automatizzazione Industriale, dove la robotica necessita di guide, terminali (end-effector) e supporti altamente personalizzati che altrimenti non potrebbero essere né progettati né realizzati.
La stampa 3D ci consegna componenti rigide, robuste e leggere capaci di sostituirsi persino al metallo, ottimizzando sia le prestazioni sia la filiera produttiva, con tempi di immissione sul mercato letteralmente dimezzati. Dall’ingegnerizzazione del prodotto a scopo industriale o ricreativo, fino alle rifiniture e alle customizzazioni estetico/funzionali on-demand, il nylon caricato carbonio si attesta un alleato fondamentale nella continua e costante ricerca di performance altamente innovative.