Materiali per la stampa 3D e il CNC: schede tecniche interattive

Trova il materiale che fa per te

Questa guida illustra tutti i 36 materiali disponibili su MakerVerse: 12 metalli per la fusione laser a letto di polvere (LPBF), 5 tipi di nylon per la sinterizzazione laser selettiva (SLS), 2 polimeri per la fusione a getto multiplo (MJF), 8 termoplastici per la modellazione a deposizione fusa (FDM) e 9 metalli e tecnopolimeri per la lavorazione CNC. Ogni voce elenca le proprietà meccaniche, le tolleranze, i limiti di volume di costruzione e le finiture superficiali disponibili, sulla base delle schede tecniche di MakerVerse (v1.0.8). Utilizza il motore di ricerca interattivo qui sopra per ottenere una raccomandazione ordinata in base alla valutazione, oppure consulta la guida completa qui sotto.

Come scegliere un materiale

Partite dal requisito che causerebbe il difetto del componente, non dal processo. In pratica, una o due proprietà eliminano la maggior parte delle opzioni disponibili e i candidati rimanenti si differenziano principalmente per prezzo e tempi di consegna.

• Elevata resistenza statica: L'acciaio per utensili MS1 raggiunge un valore di Rm compreso tra 1850 e 2050 MPa dopo l'invecchiamento — il valore più elevato della gamma. Seguono l’Inconel 718 (fino a 1500 MPa dopo l’invecchiamento) e il 17-4PH (fino a 1335 MPa dopo il trattamento H900). Tra i polimeri, l’ULTEM 9085 è in testa con una resistenza alla trazione di 70 MPa.
• Strutture leggere: Il Ti6Al4V offre il miglior rapporto resistenza/peso (circa 4,4 g/cm³ a Rp 950–1050 MPa dopo ricottura). Lo Scalmalloy è la variante di alluminio più resistente (Rp 449–479 MPa a circa 2,7 g/cm³). Per i componenti non strutturali, il PA12 prodotto con la tecnologia SLS pesa appena 0,95 g/cm³.
• Carichi dinamici e da vibrazioni: Il Ti6Al4V sottoposto a pressatura isostatica a caldo (HIP) è la soluzione raccomandata e documentata: il trattamento HIP elimina la porosità interna e aumenta l’allungamento al 13–16 %. Le opzioni duttili come il 316L (allungamento del 40–55 %) e il PA11 (25 %) tollerano flessioni ripetute.
• Temperature superiori a 500 °C: Restano in gioco solo le superleghe al nichel: Inconel 718 (elevata resistenza fino a circa 650–700 °C), Inconel 625 e Hastelloy X per gli ambienti di combustione. L’acciaio per utensili H13 lavorato mantiene le proprie proprietà fino a circa 540 °C. Il polimero più resistente al calore è l’ULTEM 1010, con una temperatura di deflessione termica di 214 °C.
• Corrosione e sostanze chimiche: Il 316L è la risposta standard; l’Inconel 625 resiste all’acqua di mare e ai fluidi di processo aggressivi; il titanio forma uno strato passivo stabile. Tra le materie plastiche, il PTFE resiste praticamente a tutto.
• Conduttività elettrica o termica: Il rame puro CuCP raggiunge i 100 % IACS. Il CuCrZr sacrifica parte della conduttività (80–90 % IACS) a vantaggio della resistenza meccanica e della stabilità termica. Il CuNi2SiCr è il rame più resistente, con 40 % IACS.
• Resistenza alla combustione: ULTEM 9085 e ULTEM 1010 sono classificati UL 94 V-0; il PA12 FR soddisfa inoltre i requisiti aerospaziali previsti dalla norma FAR 25.853 in materia di infiammabilità, emissione di fumo e tossicità con spessori di parete compresi tra 1,0 e 2,0 mm.
• Protezione ESD: L'ABS ESD7 presenta una resistenza superficiale compresa tra 10⁴ e 10⁹ Ω, adatta alle attrezzature per la movimentazione di componenti elettronici.
• Parti flessibili: Il TPU MJF è l'unico vero elastomero della gamma: durezza Shore 88–90 A, allungamento % 150–280, nessuna rottura nella prova di impatto con intaglio.
• Contatto con gli alimenti: L'ABS M30i è certificato secondo la norma NSF 51. Il 316L è l'acciaio comunemente utilizzato nell'industria alimentare; la qualificazione a livello di singolo componente rimane a carico dell'acquirente.
• Usura e basso attrito: Il PTFE lavorato presenta un coefficiente di attrito compreso tra 0,05 e 0,10, il più basso disponibile. Il POM e il PA6 fuso sono le scelte standard per ingranaggi e cuscinetti. Per quanto riguarda i metalli, l’acciaio MS1 invecchiato raggiunge una durezza compresa tra 50 e 54 HRc.
• Tolleranze strette: In questo caso, la lavorazione CNC supera qualsiasi processo di stampa. Le tolleranze tipiche dei pezzi realizzati con la stampa 3D sono di ±0,3–0,4 mm fino a 100 mm; una finitura ottenuta tramite lavorazione CNC su pezzi stampati o un pezzo interamente lavorato consente di ottenere tolleranze ancora più strette.
• Parti a tenuta stagna: I metalli LPBF raggiungono una densità relativa superiore a 99,5 %. I polimeri stampati richiedono una finitura sigillata per garantire geometrie a tenuta d'aria e d'acqua.

Metalli LPBF: 12 leghe per la fusione laser a letto di polvere

La tecnologia LPBF fonde la polvere metallica strato dopo strato tramite un laser. I pezzi sono completamente densi (densità relativa superiore al 99,5 %), possono essere sottoposti a trattamento termico come i metalli convenzionali e mantengono una tolleranza di ±0,3 mm fino a 100 mm così come sono stati realizzati. Lo spessore minimo delle pareti è di 0,8 mm (1,0 mm per le leghe di rame). I valori meccanici variano a seconda dell’orientamento di costruzione; le geometrie con forti tensioni interne possono subire deformazioni. Finiture standard per tutti i metalli LPBF: lucidatura, burattatura, verniciatura e lavorazione CNC delle superfici funzionali.

• Tolleranza di ±0,3 mm fino a 100 mm
• Spessore minimo della parete: 0,8 mm
• Dimensioni massime: 500 × 500 × 500 mm
• >99,5 % densità relativa

Alluminio AlSi10Mg

L'alluminio AM standard: leggero, resistente alla corrosione, con buona conduttività termica. Utilizzato per alloggiamenti, staffe e scambiatori di calore. Il trattamento termico T6 sacrifica leggermente la resistenza a favore di un allungamento circa doppio.

Scalmalloy (AlMgSc)

Una lega di alluminio-magnesio-scandio sviluppata per il settore aerospaziale. Presenta una resistenza quasi doppia rispetto all’AlSi10Mg a parità di densità; viene sempre fornita ricotta (4 ore a 350 °C). La scelta ideale quando una staffa in alluminio deve sostenere un carico strutturale effettivo.

Titanio Ti6Al4V

La lega di titanio più versatile: il miglior rapporto resistenza/peso della gamma, eccellente resistenza alla corrosione, materiale di base biocompatibile. Per i componenti sottoposti a sollecitazioni cicliche o vibrazioni, si consiglia di richiedere l’opzione HIP: questa tecnica elimina la porosità interna ed è la soluzione raccomandata, come documentato, per le applicazioni dinamiche.

Acciaio inossidabile 316L (1.4404) 

Acciaio inossidabile austenitico con duttilità insolitamente elevata (allungamento del 40–55 %). Fornito esclusivamente allo stato grezzo; per questo tipo non è previsto alcun trattamento termico separato. La scelta standard per le parti funzionali esposte alla corrosione, dai raccordi ai componenti per l’industria alimentare.

Acciaio inossidabile 17-4PH (1.4542) 

Acciaio inossidabile induribile per precipitazione. Allo stato grezzo si comporta come un acciaio tenace di media resistenza; dopo il trattamento sottovuoto H900 (ASTM A564) raggiunge 34–42 HRc e una resistenza alla trazione fino a 1335 MPa: resistenza alla corrosione unita a una resistenza meccanica simile a quella dell’acciaio per utensili.

Acciaio per utensili MS1 (1.2709)

L'acciaio maraging è il materiale più resistente della gamma. Un semplice ciclo di invecchiamento di 6 ore a 500 °C gli conferisce una durezza di 50–54 HRc e una resistenza alla trazione fino a 2050 MPa. È progettato per inserti per stampi a iniezione con raffreddamento conformazionale, matrici e componenti meccanici sottoposti a carichi elevati.

Inconel 625

Superlega di nichel per ambienti soggetti a calore e agenti aggressivi: componenti per turbine e sistemi di scarico, apparecchiature per processi chimici, componenti navali. L’elevata resistenza, unita a un allungamento del 29–40 %, la rende resistente ai danni.

Inconel 718

L'equivalente del 625 a indurimento per precipitazione. Dopo il ciclo di ricottura e invecchiamento previsto dalle specifiche aerospaziali (AMS 2774/5662), raggiunge una resistenza alla trazione fino a 1500 MPa e una durezza di 47 HRc, mantenendo la propria resistenza fino a circa 650–700 °C: è la lega standard per i componenti della sezione calda delle turbine.

Hastelloy X

Il punto di riferimento in termini di resistenza all'ossidazione per gli ambienti di combustione: componenti dei bruciatori, parti dei forni, camere di combustione. La ricottura in soluzione secondo la norma AMS 2773 sacrifica la resistenza a favore dell'allungamento fino a 48 %.

Rame CuCP (rame puro)

Rame puro al 99,95 % con conduttività elettrica fino a 100 % IACS. Induttori stampati, dissipatori di calore e sbarre collettrici con canali interni impossibili da realizzare con la lavorazione meccanica. Spessore minimo delle pareti: 1,0 mm.

Lega di rame CuCrZr 

Il rame bilanciato: dopo il ricottura in soluzione e l’invecchiamento raggiunge valori di 80–90 % IACS, resistendo al rammollimento termico molto meglio del rame puro. Tipicamente utilizzato per elettrodi di saldatura, utensili a induzione e parti conduttive sottoposte a sollecitazioni termiche.

Lega di rame CuNi2SiCr 

La soluzione in rame più resistente: 460–590 MPa dopo l’invecchiamento, con un IACS di 40 % che rimane comunque utile. Per componenti conduttivi sottoposti anche a sollecitazioni meccaniche.

Nylon SLS: 5 materiali per la sinterizzazione laser selettiva

La tecnologia SLS sinterizza la polvere di nylon senza strutture di supporto, il che la rende il processo polimerico più flessibile dal punto di vista progettuale per la realizzazione di parti funzionali e piccole serie. Tolleranza: ±0,3 mm fino a 100 mm, ±0,3 % oltre tale misura. Spessore minimo delle pareti: 1,0 mm. Tutti i componenti SLS possono essere sigillati per garantire tenuta all’aria e all’acqua, levigati chimicamente, sottoposti a burattatura, verniciati o tinti.

• Tolleranza di ±0,3 mm fino a 100 mm
• Spessore minimo della parete: 1,0 mm
• Dimensioni massime: 700 × 380 × 580 mm
• Nessuna struttura di sostegno

PA12

Lo standard SLS. Equilibrio tra resistenza, tenacità e definizione dei dettagli a una densità di 0,95 g/cm³ — più leggero dell’acqua. Se non ci sono requisiti che ti spingono a scegliere altro, parti da qui.

PA11

Di origine biologica e notevolmente più resistente rispetto al PA12: allungamento 25 % e maggiore resistenza all’urto con intaglio. La scelta migliore per incastri a scatto, cerniere flessibili e componenti soggetti a cadute.

PA12 Riempito di vetro

Le perle di vetro raddoppiano approssimativamente la rigidità (modulo di elasticità pari a 3200 MPa) e aumentano la temperatura di deflessione termica sotto carico fino a 96 °C. Per alloggiamenti, supporti e componenti che devono mantenere la stabilità dimensionale sotto carico.

PA12 Riempito di alluminio

Polvere caricata con alluminio dall’aspetto metallico, con la massima rigidità della gamma SLS (3800 MPa) e una temperatura di deflessione termica di 144 °C a 1,8 MPa. Comunemente utilizzata per ausili di stampaggio e prototipi dall’aspetto metallico.

PA12 Ritardante di fiamma

Classificato UL 94 V-0 e conforme ai requisiti di infiammabilità, emissione di fumo e tossicità per gli interni degli aeromobili (FAR 25.853, ABD 0031) con spessori delle pareti compresi tra 1,0 e 2,0 mm. Privo di alogeni. Il polimero stampato per componenti della cabina e parti elettriche che devono superare una prova di combustione.

Polimeri MJF: 2 materiali per la tecnologia Multi Jet Fusion

La tecnologia HP Multi Jet Fusion fonde la polvere di nylon con un legante e l'energia a infrarossi: un processo veloce, ripetibile e particolarmente adatto alla produzione in serie. Camera di stampa: 380 × 284 × 380 mm.

• Tolleranza ±0,3–0,5 mm
• Dimensioni: 380 × 284 × 380 mm
• Ripetibilità garantita per la produzione in serie

PA11 (MJF)

La versione MJF del nylon duttile a base biologica, con un allungamento fino al 40 % a seconda dell’orientamento. Sono disponibili i trattamenti di tamburo e tintura in massa, il che lo rende un materiale pratico per le parti a vista.

TPU (MJF)

L'unico elastomero della gamma: durezza Shore 88–90 A, allungamento 150–280 % e nessuna rottura nella prova di impatto con intaglio. Guarnizioni, impugnature, ammortizzatori e sistemi di ammortizzazione a traliccio. Prevedere una tolleranza più ampia dell’elastomero pari a ±1,5 mm fino a 100 mm.

Termoplastici FDM: 8 materiali per la modellazione a deposizione fusa

La tecnologia FDM consente l'estrusione di termoplastici di livello industriale nel volume di costruzione più ampio della gamma: 914 × 610 × 914 mm, stampa in solido. Tolleranza: ±0,4 mm fino a 100 mm, ±0,4 % oltre tale misura; spessore minimo della parete 1,2 mm. Tutti i componenti FDM possono essere levigati, sigillati, lisciati chimicamente o verniciati.

• Tolleranza di ±0,4 mm fino a 100 mm
• Spessore minimo della parete: 1,2 mm
• Dimensioni massime di stampa: 914 × 610 × 914 mm

ABS M30

ABS per uso generico destinato alla produzione di maschere, attrezzature e involucri in cui le dimensioni sono più importanti delle caratteristiche meccaniche massime: resistenza alla trazione 25 MPa, modulo di elasticità 2300 MPa, temperatura di deflessione termica 95 °C a basso carico.

ABS M30i

Tipo di ABS biocompatibile, certificato NSF 51 per i materiali destinati alle attrezzature alimentari e sterilizzabile con raggi gamma o EtO. Più resistente rispetto all’M30 standard (resistenza alla trazione di 36 MPa) e la scelta più pratica per componenti a contatto con gli alimenti e prototipi di dispositivi medici.

ABS ESD7

ABS antistatico con una resistenza superficiale compresa tra 10⁴ e 10⁹ Ω (ASTM D257). Progettato per la produzione di componenti elettronici: vassoi, maschere e involucri che non devono accumulare cariche elettriche in prossimità dei componenti sensibili.

ASA

L'alternativa all'ABS resistente ai raggi UV. La sua composizione a base di gomma acrilica non si degrada alla luce del sole, il che lo rende il materiale FDM di riferimento per alloggiamenti da esterno e prototipi di componenti esterni per il settore automobilistico. Resistenza alla trazione: 28–31 MPa.

PC (policarbonato)

Plastica tecnica resistente con resistenza alla trazione fino a 68 MPa e temperatura di deflessione termica superiore a 104 °C. Per componenti funzionali e utensili sottoposti a carichi elevati.

PC-ABS

La robustezza del PC unita alla lavorabilità dell’ABS e a un’eccezionale resistenza agli urti: 480 J/m (test IZOD senza intaglio), temperatura di transizione vetrosa a 125 °C. Il materiale ideale per alloggiamenti e clip soggetti a cadute, urti o serraggi eccessivi.

ULTEM 9085

Miscela di PEI per uso aerospaziale: resistenza alla trazione di 70 MPa, temperatura di deflessione termica di 173 °C, classificazione UL 94 V-0 (Blue Card). Lo standard di riferimento per i materiali certificati destinati alle parti interne degli aeromobili e un comune sostituto del metallo nei componenti della cabina.

ULTEM 1010

Il polimero più resistente al calore della gamma: temperatura di deflessione termica di 214 °C anche sotto carico elevato, temperatura di transizione vetrosa di 209 °C, classificazione V-0, modulo di elasticità di circa 3000 MPa. Utilizzato per stampi per autoclave, componenti sotto il cofano e condotti dell'aria calda.

Materiali per la lavorazione CNC: 9 metalli e tecnopolimeri

La lavorazione CNC asporta materiale da un pezzo grezzo. Garantisce tolleranze più strette e una finitura superficiale migliore rispetto a qualsiasi processo di stampa, non presenta limiti di dimensioni fissi (dimensioni del pezzo su richiesta) e consente l’utilizzo di materiali che non possono essere stampati in modo economicamente vantaggioso. I valori riportati di seguito sono riferimenti tipici tratti dalla letteratura per i gradi rappresentativi; valori vincolanti su richiesta. La disponibilità delle finiture superficiali varia a seconda del materiale: la tabella riportata in ciascuna voce riflette la matrice delle finiture effettive.

• Le tolleranze più strette tra tutti i processi
• Dimensioni dei pezzi su richiesta
• 9 metalli e tecnopolimeri

Alluminio (6061-T6)

Leggero (2,70 g/cm³), facile da lavorare, naturalmente resistente alla corrosione. Il materiale di riferimento per alloggiamenti, staffe e dissipatori di calore lavorati. Resistenza alla trazione 290–310 MPa, limite di snervamento 240–270 MPa, conducibilità termica circa 150–170 W/(m·K).

Finiture: ricottura di distensione, anodizzazione, nichelatura, sabbiatura. La verniciatura è possibile ma meno economica, poiché richiede fasi di lavorazione aggiuntive. L'ossidazione nera, l'elettrozincatura e la tempra non sono disponibili per l'alluminio.

Acciaio inossidabile (316L)

L'equivalente lavorato del 316L stampato: resistenza alla trazione 485–620 MPa, allungamento circa 40 %, elevata resistenza alla corrosione. Valvole, raccordi, strumenti medici, componenti per l'industria alimentare.

Finiture: ricottura di distensione, ossidazione nera, nichelatura, sabbiatura. È possibile la verniciatura, ma risulta meno economica. La tempra è disponibile solo per i tipi di acciaio inossidabile martensitico, non per l’austenitico 316L in sé.

Acciaio per utensili (H13)

Acciaio per utensili per lavorazioni a caldo con resistenza alla trazione fino a circa 1650 MPa e durezza operativa compresa tra 50 e 56 HRC, stabile fino a circa 540 °C in servizio. Inserti per stampi a iniezione ed estrusione, matrici di formatura, dispositivi di fissaggio. Le proprietà vengono ottimizzate tramite tempra a 540–650 °C.

Finiture: la gamma più ampia tra tutti i materiali CNC: ricottura di distensione, ossidazione nera, elettrozincatura, nichelatura, verniciatura, sabbiatura e tempra. Solo l'anodizzazione non è applicabile.

Titanio (Ti-6Al-4V, grado 5)

Titanio di grado 5 lavorato, ricotto: resistenza alla trazione 900–950 MPa a 4,43 g/cm³, biocompatibile, resistente alla corrosione e all’ossidazione. Componenti per il settore medico e odontoiatrico, componenti per auto da corsa, staffe per l’aviazione. Da notare la bassa conducibilità termica (6,7 W/(m·K)), rilevante ai fini dei tempi e dei costi di lavorazione.

Finiture: ricottura di distensione, anodizzazione, nichelatura, verniciatura, sabbiatura.

Ottone (C36000)

Il riferimento per la lavorabilità 100 %: nessun altro metallo si lavora più velocemente né mantiene meglio i dettagli più fini. Resistente alla corrosione, con buona conduttività termica (115–120 W/(m·K)) ed elettrica (circa 26 % IACS). Componenti idraulici, ferramenta, parti elettriche e decorative.

Finiture: ricottura per alleggerimento delle tensioni, ossidazione nera, nichelatura, verniciatura, sabbiatura.

Superleghe (Inconel 718)

Inconel 718 lavorato e indurito per precipitazione: resistenza alla trazione 980–1100 MPa, servizio continuo fino a circa 700 °C, eccellente resistenza alla corrosione. Componenti di turbine, sistemi di scarico, scambiatori di calore.

Finiture: ricottura di distensione, nichelatura, sabbiatura. La verniciatura è tecnicamente possibile, ma non è consigliata nelle tipiche condizioni di impiego delle superleghe: raramente un rivestimento resiste alle temperature per cui questi componenti sono stati progettati.

PA / Nylon (PA6 fuso)

Plastica tecnica resistente e leggera, con buona resistenza all’usura e basso coefficiente di attrito: resistenza alla trazione 75–85 MPa a 1,14 g/cm³. Ingranaggi, cuscinetti, piastre antiusura. Tenere conto del rigonfiamento dovuto all’umidità in caso di accoppiamenti stretti. Finitura: sabbiatura.

POM / Acetal (POM-C)

Tipo di plastica per lavorazioni di precisione: eccellente stabilità dimensionale, basso attrito, resistenza alla trazione 62–80 MPa. La scelta ideale per ingranaggi, boccole e meccanismi che richiedono accoppiamenti ripetibili. Finitura: sabbiatura.

PTFE / Teflon

Coefficiente di attrito 0,05–0,10 — il più basso tra tutti i materiali qui presenti — con una resistenza chimica pressoché universale e un impiego continuo fino a circa 260 °C. Guarnizioni, cuscinetti, componenti per impianti chimici. Morbido (Shore D 50–60) e soggetto a scorrimento a freddo sotto carico prolungato. Finitura: sabbiatura.

Tabella comparativa completa: tutti i 36 materiali

I valori di resistenza corrispondono alle condizioni più elevate documentate per ciascun materiale (trattato termicamente, ove disponibile). Le dimensioni dei pezzi realizzati con stampa 3D corrispondono alle dimensioni delle camere di stampa; le dimensioni dei pezzi lavorati con CNC sono disponibili su richiesta.

Decisioni comuni relative ai materiali

Domande frequenti