Resine per la stampa 3D

Il 1 aprile 2021 si è completata l'acquisizione di tutto il comparto di resine e materiali funzionali (RFM) di DSM, il grande gruppo olandese che si occupa di prodotti per le persone e l’alimentazione. Entrano così a far parte del portfolio di Covestro resine, poliacrilati per vernici o coating, adesivi e additivi a forte impronta ecologica. Nel 2019 questo mercato ha avuto un giro d’affari di un miliardo di euro, con un utile di 141 milioni di euro. Secondo l’ICIS (Indipendent Commodities Intelligence Services), il comparto rivestimenti, adesivi, sigillanti ed elastomeri vedrà una ulteriore crescita nel 2021, soprattutto per i prodotti sostenibili e innovativi di questo segmento.

Nel campo della stampa 3D, la gamma di materiali acquisiti, porteranno l’offerta di Covestro a coprire tutte le richieste di un settore in forte espansione e a dare un ulteriore slancio alla tecnica additiva.

Grazie all’acquisizione del reparto RFM di DSM, Covestro si pone in posizione dominante per i materiali per stampa 3D.

Vastissimo è il numero di polimeri termoplastici in filamenti, pellet o polveri tutte ad alta qualità tecnologica e di prestazioni. Le nuove chimiche stanno lavorando soprattutto per accorciare i tempi di stampa e riuscire ad avere componenti dalle caratteristiche chimiche e fisiche uguali, se non superiori, a quelli stampati convenzionalmente.

• Healthcare - La resina bio-compatibile può essere usata per protesi dentali o dispositivi chirurgici. È un campo in cui la stampa 3D sarà sempre più sviluppata perché utile in eventi di crisi o per la personalizzazione dei dispositivi.
• Automotive - La stampa 3D rivoluziona la progettazione e la produzione. Si possono costruire pezzi di ricambio in modo rapido ed efficiente e produrre on demand i componenti, con meno sprechi e a un costo inferiore.
• Trasporti - Si possono creare pezzi di ricambio per uso finale. Le nuove resine hanno caratteristiche termiche e fisiche tali da sopportare i carichi meccanici e condizioni ambientali severe a cui sono esposti aerei, barche e treni.
• Meccanicaindustriale - Le linee produttive nell’industria hanno bisogno di risolvere guasti e problemi in tempi rapidissimi. La stampa additiva rappresenta un grande vantaggio competitivo per il settore.
• Microfusione e stampi - Alternativa alla costosa e complessa fusione in cera o ceramica, la plasticità della resina permette di creare modelli complessi di colata usati anche in produzione di grandi dimensioni come nell'industria aerospaziale.
• Elettronica - Nel mondo ultraveloce della produzione di elettronica da consumo, la stampa 3D è quella che meglio si adatta alle esigenze del mercato. È perfetta per progettare e realizzare componenti, case, elettronica interna.
• Abbigliamento e Sport - Dalle calzature alle protezioni, le resine per la stampa additiva possono aiutare le aziende di sport e lifestyle ad aumentare l'efficienza produttiva, ridurre i costi e andare incontro a quella richiesta di personalizzazione sempre più presente nel mercato.

Le resine possono dare ulteriore impulso alla produzione in scala con la stampa 3D sia in stereolitografia (SLA) che in elaborazione digitale della luce (DLP e LCD). Si tratta dei due processi più comuni che usano polimeri termoplastici e resine ad alte prestazioni per la stampa 3D.

Resine per la stampa additiva 3D

Attualmente le resine disponibili per la stampa SLA sono costituite da una chimica ibrida: una combinazione di acrilato epossidico con due materiali e due fotoiniziatori. Il risultato è un materiale resistente con ritiro molto basso. Ogni tipologia di prodotto è espressamente studiata per le diverse applicazioni d’uso e sono formulazioni che nascono da oltre 25 anni di esperienza sul campo. Innovazioni come l’aggiunta di fibre di vetro e materiali ecosostenibili e di riciclo, hanno permesso la creazione di strutture resistenti adatte anche a grandi pezzi che devono sopportare sollecitazioni tipiche dei componenti termoplastici o in acciaio.

Resina per la stampa 3D a fotopolimerizzazione

Per la tecnologia DPL/LCD Covestro ha un prodotto a chimica unica di acrilato/resina epossidica. È una resina ingegnerizzata per la stampa 3D con luce digitale, dall’uso flessibile e a prezzi ridotti. La nuova resina è perfetta per le aziende che desiderano passare dalla produzione tradizionale a quella additiva e locale e rende ancora più competitiva la stampa per fotopolimerizzazione, che di per sé ha un basso costo di investimento di capitale. La qualità dei pezzi creati con questo nuovo polimero ha caratteristiche fisico/chimiche superiori: è più flessibile di altre resine, ma più rigida degli elastomeri. Indipendentemente dalla rapidità e dalla forza di deformazione applicata mantiene una coerenza di struttura superiore a molti materiali flessibili convenzionali. In termini di velocità, può essere stampata due volte più rapidamente di altri polimeri simili, così da essere più adatta alle applicazioni di prototipazione funzionale.

Oggi le stampanti 3D DLP di piccolo formato consentono già di produrre parti di qualità industriale a un prezzo accessibile e con una ottima versatilità. Al contrario, nelle produzioni di pezzi più grandi devono ancora essere studiate soluzioni che permettono di superare i limiti e gli ostacoli alla scalabilità che i materiali stanno imponendo.

Nelle stampanti grandi a 8K, al momento la maggiore risoluzione disponibile, si osserva una distorsione nei pezzi stampati. Per evitarlo, il nuovo comparto di ricerca Covestro sta lavorando a una gamma di resine ibride che potrebbe produrre pezzi con ritiro significativamente ridotto.

Andrew Graves, Equipment Partnership Manager in Covestro spiega: “Quello che stiamo vedendo nel mondo dei fotopolimeri è che le stampanti stanno diventando sempre più grandi. Utilizzando i materiali attuali si ottengono distorsioni e arricciature. Quindi stiamo cercando di portare la nostra esperienza di materiali ibridi per SLA nel mondo DLP e LCD per l'uso finale e, in particolare, per parti più grandi che devono essere accurate e conformi a un disegno tecnico”.

La diffusione della stampa 3D e le resine sempre più ecologiche sono una parte importante per la realizzazione della piena circolarità e della crescita sostenibile. In questo senso l’acquisizione del comparto RFM (Resins & Functional Materials) di DSM per Covestro è un ulteriore tassello in questa direzione.