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martedì 20 giugno 2017

SOLUZIONE PROBLEMA STAMPA CON PEEK PRESENZA FENOMENO DI BRUCIATURA CHIAMATO SPECKS RECENSIONE STAMPANTE APIUM HPP 155

SOLUZIONE PROBLEMA STAMPA CON PEEK PRESENZA FENOMENO DI BRUCIATURA CHIAMATO SPECKS RECENSIONE STAMPANTE APIUM HPP 155



Da un'osservazione scientifica di una caratteristica indesiderata nei polimeri stampati in 3D, comune un po' a tutti i materiali termoplastici, si può notare che alcune volte durante la stampa in FDM/FFF si possono presentare delle macchie nere di superficie sull'oggetto stampato. Le macchie nere hanno origine nel trattamento termo-meccanico del materiale. È raramente osservato nella resina vergine perché la sintesi che rende possibile la produzione di resina è spesso controllata minuziosamente.

Nel campo della tecnologia di stampa 3D FFF/FDM, le macchie nere possono svilupparsi potenzialmente in parti stampate o nelle regioni della stampante dove esiste la fusione; Come nella zona dell'ugello e le zone intorno all'ugello. Se ciò si presenta, può essere attribuito alla cattiva gestione termica durante il processo di stampa. Mentre la scienza dei materiali che governa la formazione delle macchie nere suggerisce cambiamenti termodinamici incontrollati (gradienti in concentrazione, pressione o temperatura) all'interno della fusione come prerequisito, è ovvio che la temperatura gioca un ruolo cardinale nel controllo di questo fenomeno.

Le possibili fonti delle macchie nere nei polimeri stampati in 3D sono:
- Degradazione del filamento fuso all'articolazione della rottura termica e dell'ugello
- Degradazione del filamento fuso all'interno dell'albero dell'ugello
- L'area di punta dell'ugello non correttamente progettato in modo tale che la fusione si raccoglie sulla superficie esposta e degrada
- Carico termico irregolare della fusione da parte degli elementi riscaldanti
- Degrado di fusione a causa della presenza di particelle estranee che si interfacciano con la fusione
- Residenza prolungata di un gruppo di fusione nell'albero dell'ugello / HotEnd
- Temperatura di elaborazione troppo elevata

Per i materiali polimerici ad alta temperatura come PEEK, è desiderabile un controllo molto preciso durante le funzioni della stampante nelle sue zone calde. Le stampanti 3D di Apium sono state appositamente progettate per garantire che le macchie nere non si sviluppino nelle parti stampate; Anche per la lavorazione di temperature significativamente superiori alla temperatura di fusione di PEEK. Sulla fiducia di questo risultato tecnico, Apium è in grado di elaborare il PEEK naturale colorato beige molto accuratamente e senza nessun fenomeno di bruciature che rendono l'oggetto non solo con possibili macchie sulla superficie ma anche più “scuro” e per questo “TROPPO COTTO” in temperatura. Queste macchie, chiamate SPECKS non sono ovviamente visibili quando si stampa del PEEK colorato in nero come non lo sono anche quando il PEEK è stato stampato non correttamente e si presenta di un colore marrone scuro perché appunto malamente cristallizzato durante la sua fase di stampa.



L'analisi di spettroscopia ad infrarossi a trasformazione di Fourier (FTIR) consente di determinare la natura dei legami chimici in materiali basati sull'assorbimento o la trasmittanza caratteristica della luce infrarossa dal materiale ad una gamma spettrale relativamente larga. L'esame FTIR dei campioni PEEK stampati in FFF 3D colore natural ha rivelato (spettri in Figura B) che il gruppo aromatico così come il gruppo carbossile caratteristico della struttura PEEK non rilevi nessun fenomeno di speck negli oggetti stampati in 3D, mostrando la superficie degli stessi di un ottimo colore beige chiaro senza particolari rigature tipiche dei layer di stampa. Questo risultato supporta l'incidenza di ossidazione termica (bruciatura) del materiale con la CO2 atmosferica associata osservata; rappresentando un cambiamento in cui la chimica della struttura PEEK è alterata (per ossidazione) privando così il materiale delle proprietà che rendono unico il PEEK. Se ne deduce quindi che gli oggetti che presentano macchie nere (SPECKS) palesano una massa bruciata di contaminanti nel polimero di base inficiandone la qualità ed a volte anche la resistenza.



La lavorazione artigianale necessaria per la stampa in 3D di alta qualità del PEEK con la tecnologia FFF è stata sviluppata e consolidata da Apium. Questo risultato consente la lavorazione di altri polimeri ad alta temperatura utilizzando la tecnologia di stampa 3D FFF senza degradazione del materiale e la formazione di blackspecks.
FILOPRINT quindi suggerisce l'analisi tecnica di un potenziale acquisto per la STAMPANTE APIUM FFF MODELLO"HPP 155" in quanto realizzata con le più moderne tecniche costruttive che ne garantiscono l'ottima affidabilità per la stampa non solo del PEEK ma anche del ULTEM del PEI del PPS/PPSU del PVDF del POM-C e del FEP TEFLON. Si ricorda che tutti questi materiali sono venduti sul nostro shop on-line raggiungibile cliccando sul link del nome di ogni materiale sopra indicato. 



L'adozione di tecnologie di stampa FFF 3D nelle applicazioni industriali si sta sempre più evolvendo grazie appunto all'introduzione di polimeri ad alte prestazioni in questo spazio manifatturiero. Con il lancio del primo filamento PEEK , è stata avviata una nuova area di opportunità nella tecnologia di stampa 3D FFF.



Il modello di stampante 3D FFF di Apium "HPP 155" è l'apice di questo sviluppo tecnologico che ha permesso all'azienda di progettare una macchina FFF 3D appositamente per la stampa del PEEK

Nel novembre del 2016, Apium ha annunciato la commercializzazione e lo sviluppo delle stampanti 3D di serie Apium P; Apium P155 e Apium P220, appositamente progettate per l'utilizzo di più materiali che consentono agli utenti di elaborare una vasta gamma di polimeri, in particolare PEEK, PVDF, POM-C e PEI 9085.

Una delle migliori caratteristiche delle stampanti 3D di serie Apium P è la capacità illimitata nella lavorazione di polimeri ad alte prestazioni. La tecnologia della testa di stampa Apium, insieme al software di controllo Apium con 65 parametri regolabili, consente agli utenti di controllare la rigidezza, la densità, la cristallinità e molte altre proprietà del materiale in modo diretto.

L'Apium serie P 155, è dotata di un HOT-END completamente in metallo con riscaldamento fino a 520 °C e letto di stampa con riscaldamento fino a 160 °C ed ovviamente una camera calda preriscaldata. Questo permette la realizzazione strutture complesse quali le geometrie a nido d'ape e le strutture a cava chiusa, con notevole risparmio di peso e di materiali in fase di produzione ridotta realizzando sottounità in una sola parte.

L'Apium P 155, basata sulla tecnologia innovativa di stampa FFF 3D di brevetto Apium, integra il flusso di lavoro che combina la capacità di lavorare plastiche di alta qualità come PEEK, POM-C, PVDF e PEI 9085 e l'opportunità di rendere più facile Strutture altamente complesse senza compromettere nulla con un peso della parte estremamente ridotto ma nello stesso tempo resistente.

Le seguenti caratteristiche della stampante 3D Apium P155 sono le seguenti:
Volume letto di stampa: 155 mm x 155 mm x 155 mm
Volume di stampa max: 145 mm x 135 mm x 148 mm
Controllo speciale letto riscaldato con temperatura LETTO FINO A 160 °C in camera chiusa controllata dal software per un'adeguata adesione del materiale PEEK al letto di stampa e controllo fenomeno di SPECKS
Hot-end FULL METAL con riscaldamento fino a 520 °C
65 parametri regolabili
x / y Resolution: Product Resolution: 0.5 mm - Machine Resolution: 0.0125 mm
z Resolution: Product Resolution: 0.1 mm - Machine Resolution: 0.05 mm
Reproducibility; 0.1 mm
Minimum Layer Thickness: 0.1 mm
Maximum Layer Thickness: 0.3 mm
Compatibile con slicer esterni: slic3r and Simplify 3D

La sinergia tra il sistema di riscaldamento e raffreddamento.

Il disegno del PRINT-HEAD garantisce una affidabilità estrema. E' possibile sostituire l'ugello molto semplicemente ed altrettanto semplici sono i controlli dei parametri software di stampa per ottenere sempre la massima qualità.

Come funziona?

La tecnologia di stampa FFF 3D di Apium "HPP 155" apre un nuovo modo, economico e semplice, di realizzare geometrie molto complesse, comprese le cavità molto spinte o particolarmente piccole permettendo un elevato grado di libertà di progettazione. Mentre l'estrusore regola la velocità e la quantità di INFILL necessarie per una determinata geometria in stampa, si ha un massimo controllo via software di cosa e come si vuole stampare in 3D. Con questa tecnologia di produzione additiva è possibile produrre rapidamente modelli e prototipi dettagliati e precisi, nonché piccole serie di parti personalizzate per diverse applicazioni specifiche di settore.

Il tempo necessario per eseguire effettivamente un lavoro di stampa è veramente breve. Grazie alla nuova implementazione di processo ad un solo “clic” è necessario un solo file digitale delle parti da realizzare in 3D ad una velocità di produzione relativamente alta, senza dover ricorrere a strumenti avanzati verticali senza tempi di tracciamento o di follow-up.

I costi relativi al processo di stampa, come ad esempio i costi di acquisizione, i costi operativi ed i costi dei materiali sono inferiori all'utilizzo di altre tecnologie di stampa 3D. Inoltre, la stampante e il filamento sono facilmente trasportabili grazie a peso e dimensioni contenute cosa questa che aumenta la capacità di produzione in relazione alla flessibilità d'uso e la tempistica di risposta realizzativa.


Ringraziamenti
L'analisi FTIR è stata eseguita dal Centro ARC in ADDITIVE BIOMANUFACTURING diretto dal professor Dietmar W. Hutmacher presso l'Università di Tecnologia di Queensland - Australia.

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