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Immagine della stampante 3D

Introduzione alla stampa 3D

La stampa 3D è un processo di produzione additiva utilizzato per creare oggetti in 3D. I materiali sono uniti e solidificati insieme per costruire una forma di qualsiasi geometria che è comunemente utilizzata in corsi didattici, nell'hobbistica, nella prototipazione e nelle prove di concetto e per parti funzionali per l'utilizzo finale. Un'ampia gamma di tecnologie e materiali per la stampa 3D è disponibile sul mercato a seconda dell'applicazione e del budget. Tuttavia, la tecnologia maggiormente diffusa è la fabbricazione a fusione di filamento (FFF, Fused Filament Fabrication). Le stampanti 3D FFF consentono di lavorare principalmente due tipi di materiali: PLA o ABS. Tuttavia, con l'uso di altre tecnologie è anche possibile stampare utilizzando resina per stampa 3D, fibra di carbonio e metallo, anche se queste stampanti 3D siano molto meno convenienti.

La produzione additiva è un processo nel quale il materiale viene "aggiunto" insieme a strati per creare un oggetto 3D, rispetto ad altri metodi tradizionali di produzione che incorporano una processo sottrattivo dove il materiale viene rimosso per creare un oggetto 3D, come la lavorazione CNC. La produzione additiva consente di ridurre il materiale di scarto, i tempi e i costi.

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Risorse per la stampa 3D - Tecnologia di stampa 3D - Tecnologia di scansione 3D - Materiali di stampa 3D

Principali vantaggi della stampa 3D

1.

Miglioramento
del time to market

La capacità di produrre rapidamente e facilmente i progetti in-house può velocizzare notevolmente la fase di ricerca e progettazione di qualsiasi progetto.

2.

Riduzione
dei costi prototipazione

I materiali per la stampa 3D sono un modo economico per produrre più versione dei progetti mantenendo il controllo totale.

3.

Produzione
di componenti su misura

La possibilità di creare progetti estemporanei che non sarebbe possibile ottenere da un produttore tradizionale ed evitare costose produzioni di massa.

4.

Possibilità
illimitate

La stampa 3D è un modo divertente e versatile per produrre un numero infinito di progetti ed è ideale per professionisti e costruttori allo stesso modo.

Risorse per la stampa 3D

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La tecnologia di stampa 3D

FFF / FDM (Fused Filament Fabrication / Fused Deposition Modelling): utilizza un filamento termoplastico continuo che viene inserito in una testa di estrusione riscaldata. Questo materiale è quindi fuso a circa 180 - 200 °C (a seconda del tipo di materiale) e forzato attraverso l'ugello della testa di stampa. Il materiale viene stampato in piccoli strati (la risoluzione degli strati può essere pre-impostata) con ciascuno strato che si solidifica una volta stampato sullo strato sottostante. La testa e il piano di stampa vengono quindi mossi automaticamente per formare la forma 3D desiderata. Le stampanti 3D FFF possono utilizzare due materiali, consentendo all'utente di stampare con 2 materiali in un dato momento, stampare parte dell'oggetto con un materiale di supporto solubile (per creare geometrie complesse) o, in alcuni casi, stampare 2 oggetti separati in una volta sola. I materiali più comuni includono PLA, PLA termoindurenti, ABS, PETG, TPU, nylon, PP e policarbonato.

Stampanti 3D a resina B32: le resine per stampa 3D utilizzano la fotopolimerizzazione, dove la resina viene esposta alla luce che provoca il legame delle molecole e forma un polimero per realizzare un oggetto 3D. Il metodo secondo il quale la resina viene esposta alla luce può variare a seconda della stampante e può utilizzare le tecnologie SLA, DLP o DPP. Le resine sono disponibili in diversi colori e possono essere flessibili, rigidi o a elevato carico di rottura.

  • SLA: questa tecnologia utilizza un raggio laser in tutta l'area di stampa per solidificare la resina progressivamente. Questo processo scompone il progetto, strato per strato, in una serie di punti e linee che vengono forniti alle teste galvanometriche come una serie di coordinate. Questa tecnologia è ideale per la stampa di più parti di piccole dimensioni simultaneamente e per stampe dettagliate di grandi dimensioni.

  • DLP: utilizza un proiettore digitale per inviare un'immagine di ciascuno strato sull'intera piattaforma in una volta sola. Dal momento che il proiettore è digitale, l'immagine di ciascuno strato è composta da pixel quadrati che formano uno strato formato da piccoli mattoni rettangolari. Questa tecnologia è ideale per componenti di piccole dimensioni, ad alta risoluzione e componenti complessi nonché per stampare rapidamente oggetti di dimensioni maggiori con meno dettagli.

  • DPP: utilizza resine sensibili alla luce solare e un pannello LCD posizionato sotto il serbatoio delle resine per inviare pixel di luce (non luce UV) alla resina per solidificarla.

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Tecnologia di scansione 3D

La scansione 3D è un processo nel quale un oggetto reale viene analizzato per raccoglierne i dati geometrici e, a seconda dell'apparecchiatura utilizzata, l'aspetto. I dati acquisiti possono quindi essere inviati al software 3D CAD, modificati o ridimensionati e inviati a una stampante 3D. La scansione 3D è particolarmente utile per la creazione di repliche estemporanee di oggetti tridimensionali esistenti, in particolar modo se l'oggetto è un componente su misura per l'uso finale e l'utente ne richiede una copia esatta senza la necessità della produzione di massa. Gli scanner 3D possono essere in versione desktop o portatile. Gli scanner desktop in genere hanno un piatto girevole che ruota l'oggetto sottoposto a scansione di 360° per una scansione completa. Gli scanner portatili richiedono all'utente di eseguire la scansione dell'oggetto manualmente fino a quando non vengono raccolti dati di scansione sufficienti per creare un oggetto 3D.

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Materiali per la stampa 3D

PLA (acido polilattico):: termoplastica biodegradabile realizzata da fonti rinnovabili (come l'amido di mais) che è il più comune materiale per la stampa 3D, soprattutto tra gli hobbisti. Questo materiale termoplastico rigido è considerato un materiale facile da stampare ed è in grado di stampare in modo affidabile con un estrusore di stampa 3D FFF standard. Sebbene sia biodegradabile e pertanto non inquinante, questo materiale non è considerato un materiale per applicazioni ingegneristiche a causa della sua fragilità che ne causa la frantumazione se l'utente tenta di forarlo o inserirvi viti. Il PLA non richiede una superficie di stampa riscaldata.
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PLA termoindurenti: sono costituiti da PLA e da un materiale composito (ad esempio legno o ottone) per fornire le caratteristiche e l'aspetto del materiale composito, poiché la maggior parte delle comuni stampanti 3D desktop non sono in grado di stampare in metallo e le stampanti 3D non sono in grado di stampare in legno. La percentuale di PLA contenuto nel PLA termoindurente è di circa il 70 %, con il restante 30% formato dal materiale composito. Tali materiali possono essere abrasivi in natura e non conservare le stesse proprietà biodegradabili come il PLA. Allo stesso modo, questo PLA termoindurente non presenta le stesse proprietà meccaniche o conduttive come il materiale composito (ad esempio, il filamento in acciaio PLA non conduce l'elettricità o il calore come l'acciaio).
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ABS (acrilonitrile-butadiene-stirene): materiale resistente e di lunga durata ideale per la stampa di componenti che saranno esposti ad alte temperature. Questo materiale è meno fragile del PLA e può essere finito in un bagno di acetone per conferirgli un aspetto lucido. L'ABS è soggetto a deformazione durante la stampa ed è necessario un piano di stampa riscaldato. L'ABS è un prodotto a base di petrolio e, a differenza del PLA, non è biodegradabile. Inoltre, l'ABS produce fumi tossici durante la stampa che possono essere spiacevoli per l'utente. Inoltre, è consigliabile disporre di un contenitore e di un'area di estrazione. Questo materiale non è idoneo per usi alimentari
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PETG (glicole di polietilene tereftalato): un materiale altamente resistente progettato per le stampe resistenti e ad alto impatto. A differenza dell'ABS, il PETG è un materiale caratterizzato da una minima deformazione ed è ideale per stampe di grandi dimensioni. Inoltre, il PETG non produce gli stessi fumi dell'ABS e, di conseguenza, non è necessario un contenitore. Questo materiale è anche idoneo per usi alimentari ed è riciclabile. Gli svantaggi del PETG sono l'indebolimento causato dalla luce UV e la fragilità causata dal surriscaldamento.
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TPU / TPE (poliuretano termoplastico): un materiale termoplastico flessibile, ideale per la stampa di oggetti di uso comune quali le custodie per telefoni cellulari. Questo materiale ha una consistenza simile alla gomma e la sua resistenza può variare a seconda della marca e dalla composizione dei materiali grezzi utilizzati. Il TPU / TPE è resistente ai prodotti chimici, agli oli e a molti solventi ed è anche resistente all'abrasione, il che rende il materiale ideale per componenti di uso finale
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Altri materiali per la stampa 3D comprendono:HIPS, nylon, policarbonato e PVA
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