Un confronto tra le resine Tough di nuova generazione di Formlabs e le termoplastiche
Le termoplastiche sono forti, conformi, resilienti, resistenti ai raggi UV e durature: una combinazione di proprietà che le rende ideali per la manifattura. Le resine per la stampa 3D non sono state in grado di competere con queste proprietà superiori... fino ad oggi.
Ti presentiamo la nuova generazione di resine Tough di Formlabs, una gamma di nuovi materiali ad alte prestazioni che possono finalmente competere con le termoplastiche. Le resine della famiglia Tough prendono il nome dal modulo di elasticità di ciascun materiale, con proprietà meccaniche paragonabili al polietilene ad alta densità (HDPE), all'ABS e al polipropilene.
La Tough 1000 Resin e la nuova formulazione della Tough 2000 Resin si uniscono alla Tough 1500 Resin, entrando a far parte della famiglia delle resine Tough. Questi materiali ingegneristici, tenaci e resilienti, resistono alle condizioni più estreme, agli urti e all'usura ripetuta, offrendo al contempo una finitura superficiale scura e opaca con dettagli nitidi quando vengono stampati su stampanti 3D della serie Form 4.
| Materiale | Tough 1000 Resin | Tough 1500 Resin | Tough 2000 Resin |
|---|---|---|---|
| Caratteristica più importante | Il materiale più tenace e duttile della famiglia di resine Tough | Equilibrio perfetto tra rigidità e conformità | Il materiale più resistente e rigido della famiglia di resine Tough |
| Termoplastica comparabile | Polietilene ad alta densità (HDPE) Delrin (POM) | PP | ABS |
| Applicazioni consigliate | Dime, fissaggi e parti resistenti agli urti e prototipi comprimibili Assemblaggi a bassa frizione, come ingranaggi e giunti sferici | Parti che richiedono una combinazione di rigidità e duttilità per creare meccanismi conformi come chiusure, elementi flessibili e smorzatori
Ganci e fibbie, viti autofilettanti, cerniere | Dime, fissaggi, scocche protettive e accoppiamenti a scatto robusti Parti che richiedono resistenza alle alte temperature e allo scorrimento |
Utilizza le resine della famiglia Tough di Formlabs per realizzare dime, fissaggi e parti funzionali con un'estetica migliorata e proprietà meccaniche paragonabili a quelle delle termoplastiche.
La Tough 1000 Resin e il polietilene ad alta densità
La Tough 1000 Resin è un materiale duttile e resistente agli urti. Un allungamento a rottura del 180% e una resistenza agli urti Gardner di 13,1 J superano quelli dell'HDPE, mentre una scivolosità paragonabile a quella del Delrin (POM) garantisce superfici che scivolano senza causare abrasioni o graffi.
La Tough 1000 Resin è progettata con un'eccezionale resistenza all'usura per garantire tenacità e duttilità a lungo termine, ideale per dime e fissaggi, assemblaggi funzionali e parti soggette a sforzi e usura ripetuti.
Gli utenti della Durable Resin di Formlabs scopriranno che la Tough 1000 Resin offre una maggiore resistenza alle alte temperature, all'invecchiamento e allo scorrimento. Inoltre, le parti resistono alla deformazione e al cedimento durante la polimerizzazione post-stampa, garantendo una precisione dimensionale ottimale.
"I prodotti per utilizzo finale che offriamo devono essere in grado di resistere ai nostri test di resistenza a temperature sotto lo zero. Queste parti devono sopportare condizioni estreme e la Tough 1000 Resin è all'altezza delle aspettative."
Adam Warren, disegnatore tecnico e progettista meccanico, Cool Machines
| Resina | Durable Resin | Tough 1000 Resin | HDPE, foglio estruso, McMaster-Carr |
|---|---|---|---|
| Carico di rottura a trazione | 28 MPa | 26,3 MPa | 30 MPa |
| Modulo di elasticità | 1000 MPa | 932 MPa | 1000 MPa |
| Allungamento a rottura | 55% | 180% | 100% |
| Resistenza agli urti Gardner a 0,8 mm | 4,1 J | 13,1 J | 5,4 J |
| Lavoro di frattura | 690 J/m2 | 3200 J/m² | Test non eseguito. Dalla letteratura, ~5000-6000 J/m² |
| Temperatura di distorsione termica a 0,45 MPa | 41 ºC | 55,3 ºC | Test non eseguito. Dalla letteratura, ~70-90 ℃ |
Sfrutta la tecnologia delle stampanti della serie Form 4 per stampare parti pronte per la produzione con una finitura superficiale liscia, opaca e color grigio scuro, che esalta i dettagli per ottenere parti esteticamente gradevoli e performanti.
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La Tough 1000 Resin è un materiale duttile e resistente agli urti, dotato di una resistenza, rigidità e tenacità paragonabili al polietilene ad alta densità, progettato con un'eccezionale resistenza all'usura e alle sollecitazioni per garantire tenacità e utilità a lungo termine.
Riduzione dei costi e rafforzamento della resilienza della catena di fornitura presso Cool Machines
Cool Machines in Ohio è un produttore di apparecchi e tecnologie per l'isolamento. Per Andy Schulte, COO, la resilienza della catena di fornitura e il risparmio dei costi sono fondamentali. Con la Form 4 e la Tough 1000 Resin, Cool Machines sta sviluppando e producendo parti per l'utilizzo finale in grado di resistere alle temperature di congelamento, agli urti e a pressioni fino a 600 psi.
L'ugello spray per pareti viene utilizzato per spruzzare l'isolante nelle cavità aperte delle pareti prima della posa in cartongesso. La complessa geometria interna rende impossibile la manifattura di questa parte senza la stampa 3D.
Un requisito fondamentale per l'ugello spray per pareti era la resistenza alla pressione dell'isolamento. Warren ha effettuato alcuni test interni e ha osservato come le filettature NPT da 1/4" resistessero fino a 900 psi. Ha anche effettuato test di caduta libera e di impatto. Il prossimo passo saranno le prove sul campo. Se l'ugello spray supererà i test, Cool Machines lo produrrà nello stesso modo in cui ha realizzato il prototipo: stampa 3D sulla Form 4 in Tough 1000 Resin.
Tough 2000 Resin: prestazioni paragonabili all'ABS
La nuova Tough 2000 Resin è un materiale robusto con resistenza e rigidità paragonabili a quelle dell'ABS. Combina tenacità con resistenza alle alte temperature e allo scorrimento, accoppiamenti a scatto stampati in 3D che sopportano flessioni ripetute, parti robuste resistenti agli urti e componenti strutturali.
La Tough 2000 Resin mostra solo l'1,3% di scorrimento sotto un carico di 4 MPa dopo due settimane, il che la rende ideale per le parti che resistono alle deformazioni a lungo termine, mentre la temperatura di distorsione termica di 70 °C a 0,45 MPa garantisce prestazioni affidabili a temperature elevate per parti funzionali che mantengono la propria forma anche quando altre materie plastiche si deformano.
"La nuova Tough 2000 Resin presenta caratteristiche molto più nitide rispetto alla generazione precedente. La differenza è stata evidente fin dall'uscita della stampante."
Kyle Garvin, disegnatore meccanico senior, Research International
La nuova formulazione della Tough 2000 Resin è stata progettata per sfruttare la tecnologia delle stampanti 3D della serie Form 4. Le proprietà meccaniche migliorate includono una tenacità alla frattura 3 volte superiore rispetto alla generazione precedente, una maggiore resistenza ai graffi e una finitura superficiale scura e opaca.
La Tough 2000 Resin originale a sinistra e la nuova formulazione a destra. Dustin Hecocks, presidente di Tru-North Design, afferma: "Il prodotto finale dopo la finitura superficiale è enormemente migliorato dal punto di vista visivo. Il nero è semplicemente fantastico."
| Resina | Tough 2000 Resin V1 | Tough 2000 Resin V2 | ABS, foglio estruso, McMaster-Carr |
|---|---|---|---|
| Carico di rottura a trazione | 46 MPa | 40,4 MPa | 39 MPa |
| Modulo di elasticità | 2100 MPa | 1800 MPa | 1800 MPa |
| Allungamento a rottura | 44% | 79% | 8% |
| Resistenza agli urti Gardner a 0,8 mm | 1,1 J | 1,6 J | 2,3 J |
| Lavoro di frattura | 115 J/m2 | 305 J/m2 | 2060 J/m2 |
| Temperatura di distorsione termica a 0,45 MPa | 59 ºC | 70 °C | Test non eseguito. Dalla letteratura, 100 ºC |
La Tough 2000 Resin di nuova generazione è paragonabile alle prestazioni dell'ABS in quanto materiale eccellente per applicazioni pesanti.
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La Tough 2000 Resin V2 è un materiale robusto, caratterizzato da una resistenza e una rigidità paragonabili all'ABS, che combina tenacità e resistenza alle alte temperature e allo scorrimento.
La Tough 1500 Resin resiste alle condizioni più estreme
La Tough 1500 Resin è il primo materiale della famiglia di resine Tough di nuova generazione. Questo materiale resiliente è dotato di resistenza, rigidità e tenacità paragonabili al polipropilene. Offre una resistenza eccezionale a fratture, impatti e frantumazione.
La Tough 1500 Resin offre una tenacità a frattura 10 volte superiore rispetto alla versione precedente. In questo modo, le parti resistono alla foratura e alla maschiatura, con una resistenza agli urti Gardner 3 volte superiore per pareti sottili che non si frantumano. L'allungamento a rottura straordinario (155%) e l'altissima resistenza al test di flessione Ross (8000 cicli) lo rendono il materiale ideale per parti con caratteristiche come accoppiamenti a scatto e meccanismi conformi.
Quando la Tough 1500 Resin venne testata in conformità alla norma ASTM D4459 sull'invecchiamento accelerato in ambienti interni, si riscontrò una temperatura di distorsione termica di 66 °C e un allungamento a rottura* di -30,4% dopo 400 ore, per una resistenza alle alte temperature e ai raggi UV più elevata di qualsiasi altro materiale SLA ad alta conformità.
| Resina | Tough 1500 Resin V1 | Tough 1500 Resin V2 | Polipropilene (estruso) |
|---|---|---|---|
| Carico di rottura a trazione | 30 MPa | 34 MPa | 29,2 MPa |
| Modulo di elasticità | 1260 MPa | 1460 MPa | 1600 MPa |
| Allungamento a rottura | 64% | 155% | 125% |
| Resistenza agli urti Gardner a 0,8 mm | 2,5 J | 5,0 J | 2,7 J |
| Lavoro di frattura | 102 J/m2 | 1011 J/m2 | ~2000 J/m2 |
| Temperatura di distorsione termica a 0,45 MPa | 45 °C | 66 °C | Test non eseguito. |
Da quando è stata rilasciata la versione aggiornata della Tough 1500 Resin, gli utenti hanno stampato parti in grado di resistere a condizioni marine estreme, proteggere moto elettriche da cross in gare di 120 miglia e prototipi dalle prestazioni elevate.
Azienda: Sirris
"La Tough 1500 Resin trova il giusto equilibrio tra resistenza agli urti e flessibilità, il che la rende abbastanza resistente per l'uso nel mondo reale."
Jon Howard, cofondatore e direttore operativo di Sirris
Azienda: Viking Yachts
"Realizzo parti uniche personalizzate che sembrano stampate a iniezione: per Viking è il dettaglio che fa la differenza, qualcosa di cui andare fieri."
Winston Zeberlein, ingegnere di produzione avanzata di Viking Yachts
Azienda: UbeCube
"La stragrande maggioranza dei nostri prodotti è in polipropilene e la Tough 1500 Resin ci permette di emulare questo materiale."
Isaiah Tarwater, designer industriale, UbeCube
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La Tough 1500 Resin V2 è un materiale resiliente con resistenza, rigidità e tenacità comparabili al polipropilene. Offre una resistenza eccezionale a fratture, impatti e frantumazione.
Stampa parti tenaci
Per le parti che devono resistere a ripetute flessioni, sopportare carichi sostenuti o performare in condizioni in cui altre materie plastiche si deformano, la Tough Resin di Formlabs è una scelta obbligata. La Tough 1000 Resin, la Tough 1500 Resin e la Tough 2000 Resin sono resine ingegneristiche ad alte prestazioni, formulate per sfruttare la tecnologia delle stampanti 3D della serie Form 4 e fornire parti che funzionano nel momento del bisogno.
Utilizza lo strumento di confronto interattivo per capire quale resina della famiglia Tough è più adatta alla tua applicazione, oppure richiedi un campione gratuito per valutare il materiale in prima persona. Per avviare la stampa, acquista la resina o contatta il reparto vendite per richiedere sconti sui materiali all'ingrosso.
