Stress Test materiali per la stampa 3D

Thomas Sanladerer è un YouTuber molto famoso per video di vario tipo sul mondo della stampa 3D. Nel suo video “3D printing guides – Plastic destruction” effettua uno Stress Test, ossia testa la resistenza di quattro provini di diversi materiali comunemente utilizzati per la stampa 3D.

Caratteristiche dei provini

1. Campione Formlabs SLA: Formlabs Form1+, Formlabs di resina bianca e strati di 100 µm.
2. Campione ABS:  stampato con  una Mendel90 w/E3Dv6, 250°C, 60 mm/s, far-est nero, Slic3r e strati di 200 µm.
3. Campione PLA Printrbot: Simple Metal w/UBIS hot-end, 208°C, 40 mm/s, color porpora, Printrbot Simple PLA Cura e strati di 200 µm.
4. Campione Taulman Bridge: Nylon, Mendel90 w/E3Dv&, 250°C, 50 mm/s, Slic3r e strati di 200 µm.

Con un piacevole dialogo e un certo livello di divertimento, Sanladerer esamina, durante il suo “semi-esperimento scientifico” (lui stesso lo definisce così), la qualità dei campioni per ogni prova alla quale li sottopone. Il suo metodo è sostanzialmente quello di “torturare” i provini per testare come e quanto reggono.

Qualità dei materiali

Sanladerer si prende un momento preliminare per esaminare le qualità estetiche prodotte da ciascuno dei processi utilizzati nella stampa dei provini:

1. Cominciando con quello di Formlabs, puntualizza che il provino al contatto risulta molto forte. Nota che presenta un buon dettaglio e una buona riproduzione, che le sporgenze si delineano piuttosto bene e che nel complesso è dotato di una grande qualità.
2. Il campione ABS, dice, assomiglia a un pezzo a buon mercato made in China, è piuttosto scadente. Il font non è molto leggibile sul campione e il logo non è facilmente comprensibile. Complessivamente sembra piuttosto dozzinale e anche le sporgenze sul fondo sono davvero di bassa qualità. Sanladerer ne dona una presentazione povera in generale.
3. Sul campione di PLA stampato con una Printrbot Simple Metal e Slicing effettuato con Cura, i font sono poco leggibili, ma la qualità di stampa complessiva è buona. Il taglio si è rivelato piacevole e nel complesso il provino è “buono”.
4. Il campione semi-lucido da Taulman Bridge è gradevole, con una facile stampa di Nylon co-polimero, che è un po’ filante a causa delle sue proprietà intrinseche (è più morbido). La qualità della produzione e il dettaglio sono taglienti e Sanladerer sottolinea quanto bene il Nylon gestisca le sporgenze senza presentare stringhe visibili e quanto sia il materiale più vicino alla perfezione possibile tra tutti i provini. La sua opinione su questo campione pare essere molto buona.

Prova di rottura manuale

E ora la parte divertente! Sanladerer inizia il primo test di “tortura”, puntualizzando che si tratta di una prova soggettiva. Tenta di rompere il campione con le mani e afferma che non è un’esperienza così gradevole (ne mostra l’arrossamento). Il suo commento finale a questo test è che i provini erano abbastanza resistenti, ad eccezione dell’ABS e del Taulman Bridge. Vediamo la descrizione completa di ciascun campione:

1. Nel testare la resina prodotta con la Formlabs semplicemente, nonostante gli sforzi, non è in grado di romperlo con la punta delle sue dita.
2. Con il campione ABS, Sanladerer è in grado di romperne facilmente alcuni pezzi dalla sporgenza con la punta delle sue dita, usando nessuna forza significativa. Questo risultato non è per nulla una sorpresa, poiché il campione ABS è prodotto economicamente.
3. Il campione PLA con la “stessa procedura, stesse dita utilizzate”, ha prodotto gli stessi risultati del primo campione (non riesce a rompere nulla).
4. Testando il campione Taulman Bridge, nota che pezzi della sporgenza vengono via facilmente, ma non si rompono subito, prima si piegano. Il materiale viene via molto facilmente e gli sembra quasi come strappare del tessuto, questo a causa delle proprietà intrinseche del Nylon.

Prova di tensione

Nel successivo Stress Test, Sanladerer usa dei morsetti, una morsa e un sistema di carico (un secchio d’acqua) per cercare di strappare i campioni. Incastra i provini tra due morsetti e a essi (appoggiati alla morsa) lega due fili, che sono collegati al secchio d’acqua, che carica man mano. Vediamo le diverse reazioni dei provini:

1. Il campione di Formlabs non si è rotto fino a che il secchio d’acqua non è stato riempito completamente fino in cima, con Sanladerer che lo alzava e lo lasciava andare. Il secchio era arrivato a pesare 17.4 chili. Dal momento che c’è voluto un po’ di tempo perché si rompesse, alla fine sicuramente il campione non ha ceduto facilmente.
2. Il campione ABS ha fallito miseramente e rapidamente. Come ci tiene a sottolineare Sanladerer questo campione è l’unico che non ha “superato il round”.
3. Il campione PLA Printrbot è molto simile al provino di Formlabs, ma gli è occorsa una forza leggermente maggiore per spezzarsi.
4. Il campione Talman Bridge è molto forte e gli c’è voluto un po’ di tempo per rompersi. Risulta infatti abbastanza impressionante il fatto che ha sostenuto quasi completamente il peso di Sanladerer, insieme al secchio pieno d’acqua. Non ha ceduto per niente facilmente e quando si è spezzato, lo ha fatto con la consistenza della stoffa.

Prova di compressione

La prova successiva è quella di comprimere i provini con la morsa con la quale prima erano incastrati per la prova di tensione. Ecco i risultati:

1. Il campione Formlabs esplode rapidamente, creando una grande sorpresa in Sanladerer (con anche alcune imprecazioni nel sottofondo).
2. Il campione ABS cede gradualmente alla compressione, senza esplodere come quello precedente.
3. Il campione di PLA agisce come l’ABS, ma necessita un po’ di vigore in più alla fine.
4. Il campione di Nylon - impressionante di nuovo – è difficile da distruggere, presenta infatti la performance migliore in questo campo.

Conclusioni

• La resina di Formlabs è molto dettagliata e piuttosto resistente, però a trazione mostra evidenti limiti strutturali, quindi se si stanno progettando parti che devono sostenere forze di tensione o carico, è opportuno usare qualche materiale diverso.
• ABS ha fallito in un paio di discipline, ma si può tranquillamente utilizzare per le parti base, dove non sia essenziale una grande resistenza (oggetti più a buon mercato).
• Il più sorprendente è stato il classico PLA stampato con una Printrbot, che è un materiale abbastanza forte e quello più rigido di tutti e quattro i provini. Presenta una rispettabile forza d’incollaggio tra gli strati.
• Il campione di Nylon Taulman ha avuto una solida performance. Non è rigido come gli altri, però presenta complessivamente strati d’incollaggio molto forti e il materiale stesso ha ceduto in maniera moderata, nel senso che la sua spaccatura è più simile allo strappo di una stoffa che alla rottura della plastica.

Ecco il video completo: