Guida alle tecnologie

La linea completa di stampanti 3D di Stratasys, che rappresentano soltanto una delle tante tecnologie disponibili di stampa additiva.

Alla base della stampa additiva ci sono molte tecnologie differenti – Ecco quali sono queste tecnologie e i punti di forza che le contraddistinguono.

La linea completa di stampanti 3D di Stratasys, che rappresentano soltanto una delle tante tecnologie disponibili di stampa additiva.
La linea completa di stampanti 3D di Stratasys, che rappresentano soltanto una delle tante tecnologie disponibili di stampa additiva.

La Stampa 3D, che tecnicamente dovrebbe riguardare soltanto polveri mantenute insieme da un collante spruzzato con una testina simile a quelle presenti nelle stampanti a getto d’inchiostro (che qui chiamiamo per non creare confusione 3D Print), in realtà è ormai diventata una definizione generica che viene applicata a quasi tutte le tipologie di fabbricazione di oggetti tridimensionali per addizione, strato dopo strato (in opposizione alle metodologie di produzione sottrattiva). Vediamo quali sono, soprattutto nell’ambito del grande comparto della prototipazione rapida.

Stereolitografia (SLA). Prima tecnica di prototipazione rapida ad essere stata concepita, si basa sulla polimerizzazione di una resina liquida per effetto di un laser che, focalizzato sul piano di lavoro mediante sistemi ottici, provvede a costruire il prototipo strato su strato mediante il progressivo abbassamento del piano. Ottima tecnologia per assemblaggi e prove ergonomiche.

Punti di forza: Ottimo aspetto, veloce realizzazione, eccellente stabilità dimensionale, precisione.

Fused Filament Fabrication (FFF). La definizione di  fabbricazione a fusione di filamento è stata coniata dai membri del progetto open source RepRap (iniziativa finalizzata a sviluppare una stampante 3D che possa costruire se stessa). L’oggetto viene costruito per estrusione tramite un principio simile a quello della pistola per colla a caldo. Si possono usare materiali come ABS, PLA, Nylon, polimeri elastici.

Punti di forza: Bassi costi d’acquisto di stampante e materia prima

Fused Deposition Modelling (FDM). La modellazione a deposizione fusa è stata sviluppata alla fine degli anni 80 da Scott Trump, cofondatore in seguito di Stratasys. La macchina eroga sia il materiale per il prototipo definitivo sia un secondo materiale solubile che serve per l’eventuale struttura usa e getta.

Punti di forza: Uso di materiali definitivi per il prototipo, ottime prestazioni meccaniche, elevata resistenza a urti e alte temperature.

PolyJet. Metodo avanzato di produzione additiva brevettato da Stratasys. Le macchine con questa tecnologia stampano con strati da 16 micron e un livello di precisione fino a 0,1 mm per superfici lisce, pareti sottili e geometrie complesse. È l’unica tecnologia in grado di supportare un’ampia gamma di materiali con proprietà diverse: dalla gomma ai materiali rigidi, dai materiali opachi a quelli trasparenti.

Punti di forza:  Possibilità di realizzare prototipi in costampato, elevata precisione di stampa (± 0.1mm ogni dieci centimetri), velocità.

Multi Jet Modeling (MJM). Procedimento simile a quello della stampa a getto d’inchiostro, soltanto che la testina contiene un materiale simile alla cera che viene disposto sulla tavola di lavoro fino a creare, strato dopo strato, il modello e i supporti.

Punti di forza:  Rapidità della costruzione del modello, impiegabile in ambienti di ufficio.

Drop on demand (DOP). Tecnologia brevettata da Sanders (oggi Solidscape) che prevede la costruzione del modello tramite getti di due materiali distinti: un termoplastico per la costruzione del modello e una cera per la costruzione dei supporti. Prevede un processo sottrattivo tramite fresa per spianare gli strati depositati.

Punti di forza:  Estrema precisione, affidabilità, semplicità di utilizzo

Selective Laser Sintering (SLS). La sinterizzazione laser selettiva si basa su un raggio laser che sinterizza le polveri (termoplastiche, metalliche o silicee) che costituiranno il modello. Anche in questo caso l’oggetto viene prodotto strato dopo strato. Nel caso di impiego di polveri metalliche o ceramiche il prodotto finito deve essere sottoposto a un trattamento termico per migliorarne le caratteristiche.

Punti di forza:  Elevate proprietà meccaniche, resistenza termica ottima (fino a 110° C) e possibilità di realizzare prototipi carteggiabili e verniciabili.

Selective Laser Melting (SLM). La fusione laser selettiva è un procedimento simile alla sinterizzazione laser selettiva, ma con l’impiego di polveri metalliche integrali senza l’ausilio di bassi fondenti.

Punti di forza:  Il laser più potente rispetto a quello impiegato nella SLS permette di ottenere un prototipo del tutto simile alla produzione di serie.

Selective Heat Sintering (SHS). La sinterizzazione selettiva mediante calore è una tecnologia messa a punto dalla danese Blueprinter. Impiega una testina di stampa termica che applica calore su strati di polvere fondendoli e aggregandoli in strati fino a formare l’oggetto.

Punti di forza:  Tecnologia meno costosa rispetto alla SLS, non servono supporti o post trattamenti, impiega materiale atossico e riciclabile.

Laminated Object Manufacturing (LOM). La tecnica di produzione mediante oggetti laminati impiega fogli di carta speciale tagliati e incollati strato su strato. Ha il vantaggio di poter costruire oggetti di dimensioni elevate, ma il trattamento successivo è impegnativo perché è complessa l’estrazione del materiale in eccesso (si usano gli stessi attrezzi impiegati per la lavorazione del legno). Il prodotto finale ha aspetto e caratteristiche simili al compensato, per cui deve essere impermeabilizzato e trattato con carta abrasiva.

Punti di forza:  Buona finitura superficiale, nessuna deformazione dovuta alle tensioni interne, processo molto veloce.

3D Print. Questa lavorazione è simile alla SLS, ma le polveri anziché essere sinterizzate vengono mantenute insieme da un collante spruzzato con una testina uguale a quelle presenti nelle stampanti a getto d’inchiostro. Il collante viene rapidamente asciugato e il prototipo ottenuto va delicatamente estratto per evitare sfaldamenti e sottoposto a un trattamento termico per migliorarne le caratteristiche.

Punti di forza:  Velocità, materiali atossici, oggetti verniciabili e metalizzabili.

MultiJet Printing. Tecnologia additiva messa a punto nel 2006 da 3D System per i propri sistemi appartenenti alla fascia professionale, quella mediana tra gli altri sistemi che la società americana classifica come personali e di produzione industriale. Il processo di stampa avviene per deposizione di strati di plastiche acriliche fotosensibili e di materiali di supporto che vengono rimossi con un processo di fusione e successivo lavaggio.

Punti di forza:  Eccellente finitura ed elevata definizione dei prototipi, buona resistenze alle alte temperature e robustezza prodotti ottenuti possono essere perforati, incollati, verniciati, metallizzati o cromati.

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