Una panoramica delle più comuni tecnologie di stampa 3D
23.12.2018
Traduzione: tradotto automaticamente
La maggior parte delle stampanti 3D che puoi acquistare oggi come privato si basa sulla tecnologia di fabbricazione a filamento fuso. Tuttavia, questo non è affatto l'unico standard.
L'anno è il 1966 e in televisione c'è una nuova strana serie in cui i protagonisti vanno in giro in pigiama. Star Trek conquista i salotti degli Stati Uniti. Oltre agli alieni e alle scappatelle romantiche del capitano James Tiberius Kirk, gli spettatori vedono una strana macchina che l'equipaggio dell'Enterprise utilizza per sintetizzare cibo, vestiti e pezzi di ricambio. L'idea della stampa 3D si è così impressa nella memoria collettiva.
Ciò non toglie che il film sia un'opera d'arte.
Tuttavia, sono passati quasi vent'anni prima che venisse registrato il primo brevetto di stampa 3D. Nel 1984, Chuck Hull presentò una domanda di brevetto per la stereolitografia, che fu approvata nel 1986. Era nata la stampa 3D. Di conseguenza, sono state sviluppate sempre più tecnologie di produzione additiva. Il termine produzione additiva, o AM in breve, viene utilizzato di frequente. Di seguito ti presenterò tre di queste tecnologie in modo più dettagliato.
Stereolitografia (SLA)
La stereolitografia (SLA) è considerata il primo processo di stampa 3D. La SLA è un processo basato sul laser che lavora con resine fotopolimeriche. I dati 3D vengono inseriti nella stampante. Un raggio laser UV viene quindi allineato sugli assi X e Y sulla superficie della resina, facendo indurire la resina esattamente nel punto in cui il laser colpisce la superficie. La stampante esegue questa operazione strato per strato sull'asse Z.
Quando una parte SLA è finita, viene messa in un solvente. In questo modo si rimuove la resina umida rimasta sulla superficie della parte o stampata come struttura di supporto. Viene poi messa in un forno UV per polimerizzare e terminare il processo di stampa.
Lo spessore minimo di un componente SLA è in genere di 0,05 mm. Questa tecnologia offre la finitura superficiale più liscia di qualsiasi altro processo di produzione additiva. Considerando il livello di qualità che la SLA è in grado di raggiungere, è particolarmente utile per creare modelli stampati in 3D di alta precisione, da piccoli a grandi, in modo rapido ed economico.
Le proprietà meccaniche dei materiali SLA sono ampie e offrono una varietà di applicazioni. In particolare, le parti che richiedono proprietà simili a quelle dell'ABS o del polipropilene possono essere stampate molto bene con il processo SLA.
I materiali SLA più comuni includono:
- Resina standard: ideale per prototipi con una finitura superficiale dettagliata .- Resina tecnica: ideale per applicazioni ad alta temperatura .- Resina modellabile: ideale per applicazioni di microfusione .- Resina dentale: altamente durevole e precisa per applicazioni dentali .
Lavorazione digitale della luce
Il Ddl (Digital Light Processing) è un processo simile alla stereolitografia. Funziona anche con i fotopolimeri. La differenza principale sta nella sorgente di luce. Il DLP utilizza una fonte di luce più convenzionale, come la luce di una camera oscura
. -che viene applicata all'intera superficie del serbatoio di resina fotopolimerica in un unico passaggio. In questo modo il processo di stampa SLA è più veloce.
In questo processo, una volta inviato il modello 3D alla stampante, una vasca di polimero liquido viene esposta alla luce di un proiettore DLP. Il proiettore DLP visualizza l'immagine del modello 3D sul polimero liquido. Il polimero liquido esposto si indurisce e la piastra di costruzione si sposta verso il basso. Lo strato successivo di polimero liquido viene nuovamente esposto alla luce. Il processo si ripete finché il modello 3D non è completo e il contenitore non viene svuotato.
Come il processo di stampa SLA, anche la DLP richiede strutture di supporto per alcune parti, soprattutto quelle con sporgenze o sottosquadri. Queste strutture devono essere rimosse manualmente. Gli oggetti 3D devono essere puliti e polimerizzati in post-elaborazione. Durante la polimerizzazione, la parte viene esposta a una luce intensa in una macchina simile a un forno per polimerizzare completamente la resina.
Modellazione a deposizione fusa e fabbricazione a filamento fuso
La stampa 3D, che prevede l'estrusione di materiale termoplastico, è di gran lunga il processo di stampa 3D più comune e conosciuto. Il nome più noto del processo è modellazione a deposizione fusa (FDM). Ti sarai chiesto quale sia la differenza tra FDM e Fused Filament Fabrication (FFF). La risposta breve: non c'è. La risposta lunga: l'azienda Stratasys, che possiede diversi brevetti sul processo, ha registrato il termine FDM nel 1991. I membri del progetto RepRap hanno sviluppato il termine FFF come alternativa al termine FDM.
Grazie a FFF, l'azienda Stratasys ha registrato il termine FDM nel 1991.
Grazie alla FFF, la stampa 3D è diventata accessibile al consumatore medio. Di conseguenza, troverai il maggior numero di stampanti FFF nell'assortimento di digitec. Ciò è dovuto principalmente al progetto RepRap. RepRap è l'acronimo di Replicating Rapid rototyper. Si tratta di una macchina che si auto-riproduce. Lo scopo è quello di utilizzare le stampanti 3D per produrre altre stampanti 3D. Il modello più conosciuto è la Prusa i3. I progetti di questa macchina sono disponibili gratuitamente e puoi costruirla tu stesso. Non so te, ma io voglio assolutamente provarci.
Il processo funziona fondendo le fibre di una stampante 3D con quelle di un'altra.
Il processo funziona fondendo i filamenti di plastica. La stampante li applica a una piattaforma di costruzione in base ai dati 3D forniti alla stampante. Ogni strato si indurisce quando viene premuto e si lega allo strato precedente. I processi FDM/FFF richiedono strutture di supporto per alcuni modelli sporgenti.
Il grande vantaggio della FFF è la durata dei materiali, la stabilità delle loro proprietà meccaniche nel tempo e la qualità dei pezzi. I materiali termoplastici utilizzati nella FDM sono adatti per prototipi funzionali dettagliati, strumenti di produzione durevoli e pezzi in piccola serie. A differenza dei processi di stampa SLA e DLP, però, gli strati sono di solito più spessi di almeno 0,1 mm e quindi non sono altrettanto precisi.
Altri vantaggi della FFF:
- Ampia gamma di materiali, tra cui molte termoplastiche comuni, termoplastiche fuse con legno e metallo e persino alimenti (come il cioccolato)
- La tecnologia di stampa più conveniente
- I materiali di stampa più vantaggiosi
- Facile cambiare i materiali
- È possibile stampare con materiali diversi
- Relativamente facile costruire la propria stampante
- Stampa veloce
Gli svantaggi maggiori della FFF sono i seguenti:
- I dettagli delle stampe finite sono limitati dalle dimensioni dell'ugello. Altre tecnologie offrono dettagli più accurati
- La resistenza delle parti finite è limitata poiché ogni strato è legato a quello sottostante .
La stampa a getto di plastica o PJP è un'altra tecnologia di stampa 3D che utilizza il calore e la pressione per estrudere continuamente la plastica. A differenza della FFF, però, i materiali termoplastici sono gli unici utilizzati nella stampa 3D PJP.
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Kevin Hofer
Senior Editor
kevin.hofer@digitecgalaxus.chTecnologia e società mi affascinano. Combinarle entrambe e osservarle da punti di vista differenti sono la mia passione.
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