Le plastiche sono materiali complessi. Per trovare quella giusta per la tua specifica applicazione bisogna considerare diversi aspetti.

La stampa 3D desktop, con i suoi prezzi accessibili, è disponibile per un maggior numero di ingegneri che possono testare differenti polimeri. Per questo motivo è importante avere una conoscenza base delle proprietà meccaniche da considerare per scegliere il materiale giusto.

In questo articolo prenderemo in esame le sei principali proprietà meccaniche da considerare per scegliere il materiale giusto per voi e per la vostra applicazione.

Modulo di elasticità: quando è rigido il materiale?

Il modulo di elasticità indica la resistenza del materiale alla deformazione elastica sotto sforzo. Il modulo di flessione è una misura molto rilevante per le materie plastiche, ne indica la rigidità o la tendenza a piegarsi.
Un materiale molto rigido ha bisogno di una maggiore forza per deformarsi, a differenza di un materiale morbido. Un modulo di flessione alto indica un materiale molto rigido, come ad esempio un diamante, un modulo di flessione o elasticità basso indica un materiale elastico.
Il modulo di flessione e il modulo di trazione (modulo di Young) sono strettamente correlati e, in via generale, non differiscono molto.

Allungamento: si piegherà e allungherà?

L’allungamento indica quanto un materiale può allungarsi senza rompersi o rovinarsi, formando crepe. I materiali più rigidi sono caratterizzati da un basso allungamento a rottura. Altri materiali più morbidi ed elastici possono, invece, allungarsi diverse volte prima di rompersi. Materiali duttili, come gran parte delle gomme, hanno un elevato allungamento, mentre materiali fragili come vetri e ceramiche hanno un allungamento basso.

Resilienza: può assorbire lo shock?

La resilienza o resistenza agli urti indica la capacità di un materiale di assorbire l’energia d’urto e di impatto senza rompersi. Un materiale con un’alta durezza, come ad esempio il policarbonato o il nylon, può assorbire energia e deformarsi prima di rompersi, può cadere sul pavimento senza rompersi.

Forza di trazione: si romperà sotto tensione?

Un materiale con un’elevata forza di trazione resiste alla rottura sotto tensione e allo strappo. La forza di trazione indica la massima sollecitazione che un materiale può sopportare mentre viene teso o tirato prima di rompersi.
Esempi di materiali con un’alta forza di trazione sono il carbonio, il vetro e l’acciaio.
I materiali fragili, una volta raggiunta questa sollecitazione massima, si rompono in modo brusco, mentre i materiali più duttili si deformano plasticamente prima di rompersi.
Oggi, i materiali di stampa 3D sono in grado di fornire una forza di trazione simile alle tradizionali plastiche stampate a iniezione come l’ABS.

Temperatura di deformazione termica: tollera il calore?

La temperatura di deformazione termica o temperatura di deflessione (HDT) indica se un materiale è adatto ad applicazioni ad alta temperatura ed è indicata come la temperatura (in C°) alla quale un campione si deforma sotto un determinato carico (misurata in MPa).
Custodie per elementi riscaldanti, componenti che entrano in contatto con liquidi e gas, utensili per stampi ad iniezioni, valvole e ugelli dovranno essere fatti di materiali con un HDT alto per non deformarsi.

Scorrimento viscoso: si deforma sotto uno stress di lungo periodo?

Lo scorrimento viscoso, o creep, indica la tendenza di un materiale a deformarsi lentamente se sottoposto a uno stress per un lungo periodo di tempo.
Un materiale con creep elevato ha più probabilità di deformarsi, rispetto ad uno con creep basso. Rispetto alle altre proprietà del materiale, il creep va misurato su un periodo di tempo più lungo in quanto dipende dal tempo, dallo stress e dalla temperatura. Parti che devono resistere a sollecitazioni o temperature elevate e mantenere la loro forma del tempo e parti che devono svolgere una funzione ripetuta dovranno avere un valore di creep basso.

In conclusione: bisogna considerare diverse proprietà

I progettisti di parti in plastica solitamente prendono decisioni che bilanciano più proprietà contemporaneamente basandosi su fattori come l’esperienza e le simulazioni digitali.

Per conoscere bene i materiali è importante leggere guide, come questa, ma l’esperienza empirica è altrettanto importante.

Il nostro consiglio? Fare delle prove, esaminare i materiali di cui sono fatti gli oggetti e considerare le loro proprietà meccaniche.

Se hai dubbi noi siamo qui proprio per aiutarti. Richiedi una consulenza o una campionatura!

Claudia Di Ciancio

Claudia Di Ciancio

Responsabile Marketing Area 3D

Laureata in Economia Aziendale e Management, dopo un’esperienza di circa tre anni in una delle Big Four ha deciso di seguire la sua passione, approdando in Valore BF SolidWorks Reseller. Qui si occupa di tutti gli aspetti del marketing. La sua citazione preferita è “La differenza tra un sogno e un obiettivo? Semplicemente una data” .