Tutto quello che c’è da sapere sull’ABS per la stampa 3D

L’ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) è un polimero termoplastico molto diffuso nell’industria manifatturiera. È noto soprattutto per la sua buona resistenza agli urti a basse temperature e per la creazione di pezzi leggeri. Utilizzato principalmente nel settore degli elettrodomestici, si trova anche negli scafi delle barche, nelle decorazioni, nei giocattoli e soprattutto nei famosi mattoncini LEGO. La plastica ABS è molto utilizzata anche nel mercato della stampa 3D FDM e, in generale, è il materiale più utilizzato sotto forma di filamento per questa tecnologia, insieme al PLA. Oggi proponiamo una panoramica delle principali caratteristiche della plastica ABS per la stampa 3D, compresi i parametri di stampa e le applicazioni.

Produzione e le caratteristiche dell’ABS

L’ABS è stata una delle prime materie plastiche ad essere utilizzate con le stampanti 3D industriali ed è stata sviluppata intorno al 1990. Questo polimero termoplastico è un cosiddetto “terpolimero”, definito come un polimero sintetizzato da tre monomeri diversi. In questo caso, il più delle volte si ottiene dalla polimerizzazione di acrilonitrile e stirene in presenza di polibutadiene – generalmente 20% di acrilonitrile, 25% di butadiene e 55% di stirene, da cui il nome ABS. Inoltre, la manipolazione di queste proporzioni può modificare le proprietà dell’ABS; lo stirene, ad esempio, è l’elemento che conferisce all’ABS rigidità e brillantezza, mentre il butadiene gli conferisce resistenza agli urti e proprietà alle basse temperature.

Un aspetto importante da tenere presente è che l’ABS è ricavato dal petrolio, a differenza del PLA che è prodotto con materiali più ecologici come l’amido di mais. Tuttavia, sebbene il PLA sia effettivamente riciclabile e biodegradabile, è bene notare che lo è solo quando è sottoposto alle condizioni corrette, il che spesso fa sorgere dei dibattiti circa la sua sostenibilità.

In termini di proprietà, l’ABS presenta una buona rigidità, un’elevata resistenza agli urti e, allo stesso tempo, un’ottima leggerezza e un prezzo accessibile. Grazie a queste caratteristiche, da alcuni anni è un materiale molto diffuso nel mercato della stampa 3D FDM, ed è stato uno dei primi filamenti a essere utilizzato nel settore insieme al PLA. Inoltre, non solo è resistente agli urti, ma anche agli agenti chimici e al calore, tutti fattori che lo rendono estremamente popolare per le applicazioni industriali, come vedremo più avanti nell’articolo.

Stampa 3D con ABS

Ma come si stampa esattamente con l’ABS? Disponibile sotto forma di filamenti con diametro di 1,75 mm o 2,85 mm e in diversi colori, l’ABS ha proprietà interessanti per molti settori che utilizzano la stampa 3D per parti funzionali o prototipi. Sebbene sia più difficile da stampare rispetto al PLA, l’ABS rimane un materiale molto popolare tra i professionisti della stampa 3D grazie alla sua resistenza agli urti e alle alte temperature (tra -20°C e 80°C). È opaco, offre superfici lisce e lucide e può essere saldato con processi chimici utilizzando l’acetone.

L’ABS ha una temperatura di fusione di circa 200°C, pertanto si raccomanda che la temperatura di estrusione sia compresa tra i 230 e i 260°C. L’uso di un piano riscaldato (tra 80 e 130°C) è obbligatorio: si tratta di una plastica che si ritira a contatto con l’aria, causando spesso il cosiddetto warping (o deformazione) del pezzo e quindi il suo distacco dalla piastra. Per i pezzi di grandi dimensioni, è addirittura consigliabile utilizzare un adesivo speciale come il Kapton o una lacca adesiva. Infine, è preferibile una stampante 3D con una camera chiusa perché la plastica ABS emette particelle che possono essere dannose per l’utente.

Inoltre, sebbene sia più difficile da stampare rispetto a materiali come il PLA (e il PETG, un altro filamento molto diffuso), l’ABS è comunque più facile da stampare rispetto ad altri materiali termoplastici tecnici ed economici. Tuttavia, come già accennato, il controllo della temperatura nella camera, sul piano di stampa e persino nella stanza in generale è fondamentale per evitare errori di stampa. Si tenga inoltre presente che l’ABS è un materiale che deve essere mantenuto asciutto perché assorbe l’umidità dall’aria, il che renderà molto più difficile la stampa.

Per quanto riguarda i supporti di stampa, l’ABS è facilmente stampabile con l’HIPS, un materiale che ha le stesse temperature per il piano e per l’estrusione. Questo materiale si dissolve rapidamente nel D-Limonene, un solvente a base di limone.

La stampa con questo polimero termoplastico richiede pochi interventi di post-processing, un vantaggio fondamentale che consente di risparmiare tempo nella produzione di pezzi complessi. Può essere verniciato e resiste bene al tempo con poche deformazioni osservate.

Applicazioni

Come abbiamo detto, uno dei principali vantaggi dell’ABS è che si tratta di un materiale più tecnico. Di conseguenza, le sue applicazioni tendono ad essere più industriali. Ad esempio, è popolare nello stampaggio a iniezione di polimeri. Inoltre, se parliamo di usi generali, si può trovare nel settore degli elettrodomestici, ma anche negli scafi delle barche, nelle decorazioni, nei giocattoli e, notoriamente, nei mattoncini LEGO.

Inoltre il materiale è utilizzato per la produzione additiva di prototipi, ingranaggi e persino gli utensili, poiché è più resistente alle sollecitazioni fisiche rispetto ad altri filamenti polimerici comuni per la stampa 3D. Inoltre, oltre alla resistenza chimica e al calore, le sue proprietà di isolamento elettrico lo rendono interessante per chi vuole realizzare involucri per componenti elettrici e per parti di automobili come cruscotti o paraurti. È ottimo anche per le applicazioni all’aperto, poiché non si deforma alla luce del sole o con il passare del tempo.

Principali produttori

Molti produttori offrono oggi plastica ABS sotto forma di filamenti. Tra i principali vi sono il noto fornitore Stratasys, il cinese Esun, ma anche UltiMaker, FormFutura, Innofil3D, ecc. Esiste un’ampia scelta di colori, con prezzi che vanno dai 15 € ai 60€ a seconda della marca.

Si tenga presente che esistono filamenti caricati con additivi aggiunti all’ABS: ad esempio, l’ABS a base di fibre di carbonio o di fibre aramidiche, meglio conosciute come Kevlar. Queste fibre, ad esempio, riducono il fenomeno di deformazione dell’ABS e quindi garantiscono una maggiore precisione. Il carbonio, invece, rafforza le proprietà meccaniche iniziali del materiale. Questi materiali più tecnici sono generalmente più costosi e hanno parametri di stampa diversi.

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