Le caratteristiche del POM nella stampa 3D

Il poliossimetilene, meglio conosciuto con l’abbreviazione POM, è una termoplastica con le proprietà di un tecnopolimero. Il materiale, scoperto nel 1920, è oggi uno dei più utilizzati per il processo di stampaggio a iniezione dopo il polipropilene (PP) e la poliammide (PA). Tuttavia, sta diventando sempre più popolare anche nel campo della stampa 3D. Il POM si  presenta come semicristallino (contiene aree amorfe e allo stesso tempo cristalline) e di colore bianco.

Il POM esiste in due forme diverse: come omopolimero (POM-H), commercializzato da DuPont negli anni Cinquanta, e come copolimero (POM-C), commercializzato da Celanese negli anni sessanta. Mentre il POM-H è costituito da un solo tipo di monomero, il POM-C è composto da diversi tipi di monomeri. Per informazioni: i monomeri sono molecole reattive che possono combinarsi per formare polimeri. La differenza principale tra i due è che il POM-H ha migliori proprietà meccaniche ma una minore resistenza ai raggi UV. Il POM-C ha migliori proprietà termiche e chimiche e quindi reagisce meglio alle fluttuazioni di temperatura e alle influenze chimiche. Nel campo della stampa 3D, il POM-C è utilizzato principalmente perché è più facile da estrudere e ha le proprietà chimiche sopra citate. Inoltre, il POM è disponibile principalmente come filamento nel campo della stampa 3D, motivo per cui ci concentreremo su di esso qui di seguito.

Il POM è disponibile in colore bianco.

Produzione e proprietà del POM

Per quanto riguarda la produzione di POM, occorre distinguere tra omopolimeri e copolimeri. Il POM-H è prodotto principalmente mediante polimerizzazione diretta della formaldeide. Tuttavia, il materiale può essere prodotto anche mediante polimerizzazione cationica o cationica centrata su metalli di transizione del triossano (-CH2-O-)3. I gruppi terminali del POM-H vengono chiusi anche mediante eterificazione ed esterificazione per rendere la struttura più stabile rispetto all’influenza di acidi o stress termici. Il POM-C, invece, viene prodotto copolimerizzando il triossano con il diossolano. Anche in questo caso, per garantire la stabilità, i gruppi terminali instabili vengono degradati in formaldeide mediante idrolisi.

Ma quali sono le proprietà speciali del POM? Il polimetilene si distingue in particolare per le sue eccellenti proprietà chimiche, che lo rendono resistente al calore e allo stesso tempo non sensibile alla temperatura, cosicché un pezzo stampato con POM rimane stabile e non si deforma anche se esposto a temperature comprese tra -40 e +140 °C. L’assorbimento dell’umidità è inoltre molto basso e presenta un buon isolamento elettrico. Inoltre, si distingue per la resistenza agli urti e all’abrasione e ha buone proprietà di scorrimento. La resistenza agli urti dei pezzi realizzati in POM è dovuta anche all’ottima adesione (adesione tra i singoli strati che si crea durante il processo di fusione). Jean-Charles Vingiano di JVCD 3D, esperto di POM, spiega: “Il movimento molecolare aumenta la temperatura di fusione del pezzo e lo incardina in modo che gli strati precedentemente depositati mantengano una temperatura sufficiente per consentire una buona fusione tra gli strati“. Allo stesso modo, secondo Vingiano, un pezzo stampato in 3D con POM è indistinguibile da uno realizzato con stampaggio a iniezione.

Il POM per la stampa 3D

Quando si stampa il POM, è necessario che la stampante 3D disponga di un piatto di stampa riscaldabile, poiché l’adesione al piatto di stampa è spesso estremamente difficile a causa della natura scivolosa del materiale. Inoltre, la stampa del POM può essere meno semplice rispetto ad altri materiali. Innanzitutto, la stampante 3D deve essere in grado di raggiungere una temperatura di estrusione compresa tra i 220 e i 230°C. Anche una corretta gestione della temperatura durante il processo di stampa è particolarmente importante per ottenere un risultato di alta qualità. Secondo il Sig. Vingiano, è spesso essenziale, soprattutto per i principianti, eseguire prima una stampa di prova e avvicinarsi così ai parametri necessari della parte da stampare. Questo vale anche per coloro che hanno già acquisito esperienza nella stampa 3D con altri materiali. Occorre inoltre tenere presente che durante il processo di stampa si produce formaldeide, un gas tossico. Per questo motivo, è necessario assicurarsi che la stanza sia ben ventilata e proteggersi a sufficienza.

La formaldeide viene rilasciata durante il processo di stampa ed è tossica (Immagine: mylab).

Ambiti di applicazione del POM

Grazie alle proprietà meccaniche del POM e al suo colore bianco, facile da tingere, il materiale è adatto a un’ampia gamma di applicazioni possibili. Vingiano è chiaro al riguardo: “Per me il POM è il coltellino svizzero dei polimeri termoplastici. Grazie alle sue notevoli proprietà, il polimetilene è un materiale adatto a un’ampia gamma di applicazioni nell’industria automobilistica, nel settore medico, nella produzione di imballaggi e nelle tecnologie ingegneristiche di alta precisione“. Poiché il POM non è sensibile alle sostanze chimiche, può essere facilmente disinfettato, il che lo rende particolarmente interessante per l’uso nel settore medico. Anche in questo caso è convincente grazie alle sue proprietà meccaniche e chimiche: si possono produrre persino impianti per questo settore.

Come già detto, il POM è adatto a un’ampia gamma di applicazioni. Ad esempio, grazie alla sua resistenza agli urti, al basso attrito e alle buone proprietà di scorrimento, è adatto alla produzione degli ingranaggi più piccoli e allo stesso tempo alla produzione di elementi come le fibbie degli zaini. È possibile utilizzare il POM anche per parti esposte al calore, come i forni di riscaldamento. Il colore bianco in cui è presente lo rende adatto anche alla produzione di parti estetiche, come gli allestimenti degli interni di un’automobile.

Produttori e prezzo

Va notato che il numero di produttori di POM in forma di filamento è inferiore a quello di altri filamenti come il PEEK o il PLA. Uno dei produttori di POM è Capifil. Offre bobine di POM nei colori bianco, naturale e nero. I tre colori possono essere acquistati in filamenti da 1,75 o 2,85 mm al prezzo di 39,99 € per bobina da 1 kg. L’azienda chimica polacca Grupa Azoty S.A. offre anche filamenti POM nel colore naturale. Il prezzo per una bobina da 500 g nel formato 1,75 è di 44,90 €. Un altro produttore è Ensinger, che offre il TECAFIL POM-C nel formato 1,75 nel colore naturale del POM. Tuttavia, al prezzo di 140 € per bobina da 500 g, il prodotto si colloca in un segmento di prezzo molto più alto.

Cosa ne pensi della nostra guida al POM per la stampa 3D? Faccelo sapere lasciando un commento sui nostri social Facebook e LinkedIn. Trovi tutti i nostri video sul nostro canale YouTube! Non dimenticare di iscriverti alla nostra Newsletter settimanale per ricevere tutte le notizie sulla stampa 3D direttamente nella casella di posta!

*Crediti foto copertina: Sculpteo