I materiali solubili per la stampa 3D FDM

La rimozione dei supporti può talvolta essere un passaggio difficile durante il post-processing nella stampa 3D. Tuttavia, esistono delle soluzioni. Se si dispone di una stampante 3D FDM a doppio estrusore o di un altro processo che consente la stampa multimateriale, è possibile utilizzare materiali di supporto solubili. Questi materiali, che hanno la capacità di sciogliersi in acqua o con agenti chimici o organici, offrono un’alternativa pratica. Ma quali sono questi materiali? Abbiamo elencato i più comuni materiali di supporto solubili, classificati in base al liquido in cui si dissolvono. Va notato che molte aziende offrano anche versioni proprie di questi stessi materiali.

Materiali solubili in acqua

PVA

L’alcol polivinilico (PVA) è uno dei materiali di supportoi solubili più diffusi per le strutture complesse nella stampa 3D FDM. Il suo principale vantaggio è la capacità di sciogliersi in acqua, semplificando la rimozione dei supporti senza dover ricorrere a sostanze chimiche aggressive o a laboriose post-elaborazioni. La solubilità in acqua del PVA facilita inoltre la creazione di parti con forme più complesse, migliorando la flessibilità della progettazione. La sua compatibilità con diversi filamenti, come il PLA e il nylon, ne amplia le applicazioni, consentendo la creazione di modelli visivamente accattivanti e di prototipi più resistenti. D’altra parte, per ottenere buoni risultati di stampa, il PVA richiede che il piatto di stampa sia preriscaldato a una temperatura compresa tra 45 e 60ºC e che l’estrusore raggiunga una temperatura compresa tra 180 e 200ºC. Sebbene presenti difficoltà come la sensibilità all’umidità, il PVA rimane un materiale particolarmente utile per la fabbricazione di stampi, oggetti decorativi e modelli concettuali, grazie ai suoi aspetti vantaggiosi come la trasparenza, la biodegradabilità, l’atossicità e la facilità di dissoluzione.

Crediti foto: UltiMaker

BVOH

Un altro materiale idrosolubile utilizzato per le strutture di supporto nella stampa 3D FDM è il BVOH (Butenediol Vinyl Alcohol Co-polymer). È particolarmente vantaggioso nei casi in cui i supporti tradizionali sarebbero difficili da rimuovere o non garantirebbero il risultato desiderato. Infatti, il BVOH rende molto semplice la rimozione dei supporti. Una volta stampato un oggetto in 3D, basta immergerlo in acqua calda perché il supporto si dissolva completamente, al 100%. Il BVOH è pratico per la stampa di prototipi, come i modelli di piccole dimensioni e quelli con spazi difficili da raggiungere per la rimozione dei supporti. Questo materiale è adatto anche per dettagli fini, gioielli, decorazioni e strutture complesse. Non impone restrizioni alla forma degli oggetti durante la progettazione. Inoltre, il BVOH è ecologico e spesso può essere smaltito nello scarico. Può essere stampato con diversi materiali, tra cui PLA, ABS, PET-G, ASA e filamenti elastici. Per preservarne la qualità, è consigliabile proteggerlo dall’umidità, dalla luce e dai raggi UV conservandolo in un luogo asciutto o utilizzandolo rapidamente.

Crediti foto: Fiberlogy

Aquasys 120

Aquasys 120, sviluppato da Infinite Material Solutions, segna una svolta nel campo dei materiali di supporto per la stampa 3D. La sua formulazione unica, che combina un polimero solubile in acqua con un polisaccaride chiamato trealosio, garantisce un’elevata stabilità termica mantenendo una flessibilità ottimale. Grazie alla sua solubilità, Aquasys 120 si dissolve due volte più velocemente del PVA a temperatura ambiente e fino a sei volte più velocemente in acqua riscaldata a circa 80 gradi. La sua versatilità si riflette nella compatibilità con diversi materiali come PLA, CPE, ABS, ASA, TPU, PC-ABS, PP e PETG, rendendolo uno dei materiali di supporto più adattabili disponibili sul mercato della stampa 3D. Ma non è l’unica alternativa. Aquasys 180 stabilisce anche un punto di riferimento senza pari come materiale di supporto avanzato e altamente compatibile. È solubile in acqua e compatibile con materiali avanzati ad alta temperatura come PEEK, PEKK, PEI e PPSU.

Crediti foto: Infinite Material Solutions

Materiali solubili in solventi organici

HIPS

L’HIPS (High Impact Polystyrene) è un polimero termoplastico basato su una miscela di polistirene e gomma polibutadiene. Viene spesso utilizzato come materiale di supporto nella stampa 3D FDM. La sua caratteristica principale è l’elevata solubilità, che lo distingue da altri materiali di supporto perché si dissolve facilmente nei solventi organici. Ciò significa che non sono necessari strumenti per separare la parte stampata dal materiale di supporto. È sufficiente immergere il pezzo nella soluzione. Oltre alla sua solubilità, l’HIPS presenta altri vantaggi, come la resistenza al calore e la traslucenza, che facilita il processo di stampa consentendo all’utente di vedere attraverso il materiale. Tuttavia, nonostante queste proprietà vantaggiose, presenta una serie di svantaggi, come il rischio di scolorimento, la produzione di fumi tossici durante la stampa e la scarsa resistenza alle basse temperature.

Il PVB

Come materiale di supporto per la stampa, il PVB è pratico per oggetti complessi o che richiedono supporti interni. È solubile in un solvente, il che facilita la rimozione dei supporti dopo la stampa. La solubilità chimica del PVB, in particolare con agenti come l’alcol isopropilico (IPA), offre vantaggi in termini di incollaggio e levigatura durante il post-trattamento delle parti stampate. Inoltre, la sua ampia compatibilità con diversi materiali, come PETG e nylon, offre una certa flessibilità d’uso.

Crediti foto: Polymaker

Polimeri a base di ATP

I polimeri a base di ATP (terpolimeri di acrilato) sono ideali per le strutture di supporto della stampa 3D perché sono solubili in soluzioni alcaline. A differenza di altri materiali, non si dissolvono semplicemente a contatto con l’acqua, ma richiedono un pH alcalino del liquido, rendendoli meno sensibili agli ambienti umidi rispetto al PVA, ad esempio. Sebbene siano più resistenti all’umidità ambientale, è essenziale conservare la bobina di filamento lontano dalla luce diretta del sole e in un luogo fresco. I materiali di supporto a base di ATP sono compatibili con materiali come ABS e ASA, anche se la compatibilità specifica dipende dal produttore. In genere, il produttore fornisce informazioni dettagliate sui materiali compatibili e istruzioni sui parametri di stampa. Dopo la stampa, le strutture di supporto possono essere sciolte in un liquido alcalino aggiungendo un attivatore all’acqua, spesso fornito con il filamento. Un esempio di materiale di supporto a base di ATP è Z-Support ATP di Zortrax, che offre anche l’attivatore.

Crediti foto: Zortrax

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