Chiariamo alcuni concetti prima di cominciare a trattare la Cristallizzazione Polimeri.
Introduciamo un argomento che viene sottovalutato nella stampa 3d riguardo la Cristallizzazione Polimeri per i pezzi stampati con le stampanti 3D.
Prima di tutto i materiali semi cristallini, appunto avendo questi “domini cristallini” al loro interno, presentano delle molecole cristallizzate che rendono il pezzo più resistente.
La cristallizzazione crea dei domini forti fra le molecole.
Il fenomeno grazie al quale il polimero passa dallo stato fuso allo stato solido si genera usando una stampante 3D e scaldando ambiente di lavoro e hot-end. Quindi stampando il materiale e controllando l’ambiente di stampa nel modo giusto si ottiene una vera cristallizzazione.
Non sempre la cristallizzazione viene fatta però.
Per riuscire ad ottenere una cristallizzazione corretta è necessario essere molto precisi. Perchè c’è bisogno di tempi di cottura e temperature di stampa ben precise. Servono le temperature corrette per rendere le catene molecolari ben distribuite.
Nello stampaggio a iniezione questo processo è controllato dallo stampo. Nell’iniezione il materiale fuso viene pressato nello stampo pre riscaldato e termostatato.
Nello stampo che è termostatato, è semplice cristallizzare il polimero nel modo giusto e dagli la pressione corretta in modo uniforme.
Nella stampa 3d non è ancora possibile perchè servirebbe un ambiente coibentato e riscaldato.
Solo alcuni impianti industriali oggi riescono a garantire una stampa e cristallizzazione in un unico processo. Vedi Esempio di Stampante 3D.
Abbiamo intervistato per giunta il fondatore dell’attività che oggi dirige l’azienda, promuovendola oltre i confini Italiani.
Se la stampante 3D è costruita nel modo giusto, allora la cristallizzazione è possibile.
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Nel caso la stampante sia “aperta” invece è necessaria una cottura (processo annealing).
Con settaggi sopra la Tg, per le stampanti con il piano riscaldato, il polimero si cristallizzerà solo a contatto con il piano di stampa. Per un pezzo alto 20cm quindi non si otterrà la Cristallizzazione Polimeri.
Riprendiamo un concetto:
Cristallizzare un polimero semicristallino è fondamentale per sfruttare a pieno le caratteristiche termiche e meccaniche. Se stampo un Polimero semi cristallino e non lo cristallizzo, il materiale resterà amorfo.
Capita spesso con il PEEK
Il Peek è difficile da cristallizzare, sopra i 160 gradi si vede la transizione vetrosa.
A contatto del piano di stampa questo avviene spesso, più si alzano i layer e più è difficile cristallizzare.
*per tutti i maker:
Un concetto che non si dice mai a chi usa le stampanti 3D per Auto-Produzione è che alcuni materiali vanno assolutamente cristallizzati per avere le caratteristiche ricercate.
Non sai stampare con la stampante 3D? Guarda un corso molto lungo che parte dalle basi!