La stampa 3D è un processo che permette la realizzazione di oggetti tridimensionali di qualsiasi tipo e forma, senza limiti di dimensioni e di complessità. La tecnologia è definita produzione additiva, in quanto il processo di stampa sviluppa l’oggetto attraverso la stratificazione del materiale. Si parte da un disegno 3D, creato attraverso un software dedicato, si prepara la stampante e si procede alla stampa. La stampante 3D crea l’oggetto desiderato mediante un processo automatizzato in base al tipo di materiale impiegato. Ad oggi, sono infatti disponibili differenti tipologie di stampanti in base al tipo di tecnologia di stampa. A seconda delle dimensioni e della complessità dell’oggetto, l’intero processo può richiedere da pochi minuti a diversi giorni. Uno dei punti di forza della stampa 3D è la possibilità di stampare oggetti difficilmente realizzabili con le tecnologie tradizionali, sviluppandoli per intero o suddividendoli in più parti.
MATERIALI I materiali usati nella stampa 3D sono in continuo sviluppo e si modificano in base alle nuove scoperte e alle innovazioni che la tecnologia porta in questo settore. Oggi esiste un’ampia varietà di materiali utilizzati per le stampanti 3D, disponibili in forme differenti (polvere, filamenti, granuli, resine, ecc.), che variano a seconda dell’utilizzo.
CAMPI DI UTILIZZO La stampa 3D è estremamente versatile e si presta a numerosi utilizzi in vari settori. Partendo dalla realizzazione di oggetti semplici, passando per quelli più complessi come la produzione di pezzi per il settore automobilistico e di aviazione. Le potenzialità della stampa 3D non si fermano al mondo della produzione industriale. È possibile, infatti, creare prodotti al 100% commestibili. Interessanti prospettive si stanno sviluppando nel settore tessile, per la creazione di tessuti per capi di abbigliamento. Particolarmente utile in settori che richiedono grande precisione e strumenti di dimensioni estremamente ridotte, viene utilizzata in campo medico (ortodontico e ortopedico).
FFF - FABBRICAZIONE A FUSIONE DI FILAMENTO
La Fabbricazione a Fusione di Filamento (in inglese
FFF Fused Filament Fabrication) viene definita
tecnologia di produzione additiva ed è capace di
creare oggetti sovrapponendo strati di materiale uno
sull’altro.
Partendo da un disegno tridimensionale,
appositamente elaborato con specifici software, si
procede alla stampa 3D. Il materiale utilizzato è un
filamento termoplastico, che si presenta sotto forma
di bobine di filamenti. Questo passa attraverso un
estrusore che raggiunge temperature superiori ai 450°
e viene fuso per permettere la creazione del pezzo
finale sovrapponendo infiniti strati.
Gli oggetti che possono essere realizzati variano
nelle dimensioni, senza alcun limite di grandezza e di
complessità, dal più semplice al più elaborato.
I materiali stampabili sono: PLA, ABS, Peek, Nylon,
FIBERCARBON.
DLP -
DIGITAL LIGHT PROCESSING
Il Digital Light Processing (DLP), consiste nella
polimerizzazione in vasca, dove una resina liquida
fotopolimerica viene utilizzata e solidificata quando
esposta alla luce UV, attraverso un proiettore LED o
LCD.
Il processo di stampa si completa procedendo per
strati dal basso, con un innalzamento del piatto di
poche decine di micron, e ogni volta il polimero liquido
viene esposto alla luce. Il processo si ripete finchè
non verranno esposti e polimerizzati tutti gli strati a
formare l’oggetto desiderato.
Il polimero liquido è poi drenato dalla vasca, lasciando
il modello solido.
I macchinari a livello professionale, sono dotati di
una definizione di stampa tale da soddisfare aziende
operanti nel jewellery design, nel biomedicale, nell’
ingegneria e nella meccanica. Le stampanti a resina si
caratterizzano anche per un’ottima velocità di stampa.
DMP -
DIRECT METAL PRINTING
La Stampa Diretta su Metallo (in inglese DMP - Direct
Metal Painting) è un processo che consente di costruire parti in metallo con geometrie estremamente complesse o forme molto piccole che non possono essere create utilizzando le tradizionali tecnologie di fusione o sottrazione. Le parti possono essere
eseguite con vari metalli, utilizzabili senza limitazioni
e con densità massima.
Questo processo consiste nel posizionare un letto di polveri metalliche che successivamente verranno fuse attraverso un raggio laser.
Questa tecnologia rende la stampa ideale per la produzione di componenti compatti con forme anatomiche altamente complesse, con canali interni, trame superficiali complesse, dettagli di alto livello.
I materiali stampabili sono:
- AISI 316L
- alluminio
- titanio
SLA
STEREOLITOGRAFIA
La stereolitografia (SLA), la prima tecnologia di
stampa 3D al mondo è una delle più di use a livello
professionale. Si tratta di una potente tecnologia
che produce componenti estremamente precisi ad
alta risoluzione utilizzabili direttamente nell’uso
finale, nella produzione a basso volume o per la
prototipazione rapida. Le parti stampate, infatti, hanno
una migliore risoluzione e precisione, dettagli più
accurati e finiture superficiali più lisce rispetto a tutte
le altre tecnologie di stampa.
Questo tipo di stampa, conosciuta come
fotopolimerizzazione in vasca, permette di realizzare
oggetti tridimensionali utilizzando particolari resine
fotosensibili solidificate tramite una sorgente laser.
Sono in continuo sviluppo delle formulazioni di resina
per la stereolitografia innovative, con una vasta
gamma di proprietà ottiche, meccaniche e termiche in
grado di imitare quelle delle termoplastiche standard,
ingegneristiche ed industriali.
SLS -
TECNOLOGIA DI SINTERIZZAZIONE LASER SELETTIVA
La tecnologia di Sinterizzazione Laser Selettiva
(in inglese SLS Selective Laser Sintering) è una
tecnologia di produzione additiva, in cui l’utilizzo di un
raggio laser ad alta potenza permette di sinterizzare
localmente le particelle di polvere che può essere
a base polimerica o composita, per creare oggetti
tridimensionali.
Il principale vantaggio di questa tecnologia è la libertà
geometrica, in quanto il supporto di base è il letto di
polvere non fusa e questo permette di creare oggetti
senza vincoli di sottosquadri.
Grazie a questo si possono posizionare più oggetti
all’interno del volume di stampa così da poterne
stampare più parti nello stesso processo di stampa.
I materiali stampabili sono:
- PA 12+alluminio
- polipropilene
- PA 11
- PA 12
SCANNER 3D
Grazie allo scanner 3D si può catturare la forma della
superficie di un oggetto nello spazio tridimensionale
e visualizzarlo in 3D, ottenendo le misure esatte
dell’oggetto reale e la digitalizzazione di tutte le sue
parti in tempi brevissimi rispetto a quanto può essere
fatto con i metodi di misura manuali.
Ottenuta la geometria degli oggetti, si procede
rielaborando questi dati e trasformandoli in superfici
o solidi matematici attraverso appositi software di
reverse engineering. Si possono ricostruire le tavole
esecutive di lavorazione, si possono apportare
modifiche al componente per migliorarne le
funzionalità o il processo produttivo.
Non ci sono limiti per la scansione degli oggetti,
dal più piccolo al più grande, dal più semplice al più
dettagliato. Ad esempio gioielli, elettrodomestici,
elementi architettonici, parti del corpo umano o pezzi
meccanici.
I modelli 3d ottenuti trovano applicazione in svariati
ambiti. La scansione 3d trova applicazioni nei seguenti
settori: beni culturali, automobilistico, aerospaziale,
fonderie, architettura e costruzioni, indagini forensi,
cantieristica navale, cellulosa e carta, energia eolica,
petrolchimico, energia idroelettrica, gallerie e miniere,
officina meccanica, ponti, produzione di energia,
reverse engineering, medico, ortopedico, dentale, etc.
