La scelta del materiale adeguato è uno dei fattori più decisivi in qualsiasi processo di prototipazione rapida. Non solo influenza l’aspetto e la sensazione al tatto del prototipo, ma anche la sua funzionalità, il costo e i tempi di consegna. Che si tratti di convalidare un’idea, realizzare un modello visivo o eseguire test funzionali, comprendere le caratteristiche dei materiali più utilizzati nella prototipazione consente di prendere decisioni migliori sin dall’inizio dello sviluppo.

In questa guida di base esaminiamo i principali materiali disponibili in tecnologie quali la stampa 3D, la lavorazione CNC e lo stampaggio in silicone, le loro applicazioni tipiche e come scegliere quello più adatto per ogni fase del progetto.

A cosa serve il prototipo e di quale materiale hai bisogno?

Prima di scegliere un materiale, è fondamentale avere chiaro l’obiettivo del prototipo. Si tratta di un elemento visivo per una presentazione? Di un modello funzionale per verificare gli accoppiamenti? Di un componente che deve resistere alla temperatura o allo sforzo meccanico? La risposta a queste domande determinerà se sono necessari materiali rigidi o flessibili, resistenti o leggeri, economici o con finiture di alta qualità.

In generale, possiamo distinguere tre grandi tipi di prototipi:

• Prototipi visivi: vengono utilizzati per convalidare forma ed estetica. Richiedono finiture accurate, ma non necessariamente proprietà funzionali.
• Prototipi funzionali: devono comportarsi come il pezzo finale. Richiedono materiali tecnici e tolleranze più strette.
• Prototipi per prove: vengono utilizzati nei test di resistenza, sforzo o comportamento termico. Il materiale deve riprodurre il più fedelmente possibile le condizioni reali.

Tenendo presente questo, esaminiamo i materiali più comuni in ciascuna tecnologia.

Materiali per la stampa 3D: versatilità e velocità

La stampa 3D è una delle tecnologie più utilizzate nella prototipazione rapida per la sua agilità, il costo competitivo e la varietà di materiali disponibili. Tra i più comuni:

• PLA: biodegradabile, facile da stampare e con una buona finitura superficiale. Ideale per prototipi visivi.
• ABS: più resistente del PLA, adatto per parti funzionali e assemblaggi.
• PETG: combina flessibilità e resistenza, con una buona trasparenza. Utile per pezzi sottoposti a uso prolungato.
• Nylon (PA12): elevata resistenza meccanica, buona resistenza all’usura. Consigliato per pezzi tecnici.
• TPU: materiale flessibile, ideale per simulare gomme o guarnizioni.
• Resine SLA/DLP: offrono una risoluzione altissima. Perfette per pezzi dettagliati o modelli medici/dentali.

Nelle tecnologie di stampa come SLS o MJF vengono utilizzate poliammidi in polvere che consentono di realizzare geometrie complesse senza supporti e con una maggiore durata.

Materiali per la lavorazione CNC: precisione e robustezza

Quando è richiesta una maggiore resistenza o tolleranza dimensionale, la lavorazione CNC è la scelta ideale. Alcuni materiali comunemente utilizzati in questo processo:

• Alluminio (6082, 7075): leggero, resistente e facilmente lavorabile. Ideale per pezzi strutturali.
• Acciaio inossidabile: offre grande durezza e resistenza chimica. Molto utilizzato nei settori medico e alimentare.
• Ottone: eccellente per prototipi estetici con finitura dorata e buona lavorabilità.
• POM (Delrin): plastica tecnica con elevata rigidità e basso attrito. Perfetta per parti in movimento o ingranaggi.
• PMMA (metacrilato): traslucido, utilizzato per simulare pezzi di vetro o plastica trasparente.

Questi materiali consentono di realizzare prototipi quasi identici al pezzo finale, utili per test, assemblaggio o convalida tecnica.

Materiali per stampi in silicone: serie brevi e flessibilità

Lo stampaggio in silicone consente di produrre piccole serie di pezzi in materiali simili alla plastica per iniezione, a partire da un prototipo master. I materiali più utilizzati sono resine poliuretaniche che simulano la plastica tecnica:

• PU rigido: emula l’ABS o il PC, utile per involucri, coperchi, parti tecniche.
• PU flessibile: simile al PP o alle gomme morbide, adatto per componenti soggetti a deformazione.
• PU trasparente: alternativa al PMMA o al PC, per componenti visivi o luminosi.

Questa tecnica è ideale per convalidare il prodotto finale prima di investire in stampi a iniezione.

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