Che cos’è la stampa 3D e come funziona?

Oggi parleremo della stampa in 3D. Mentre la stampa tradizionale restituisce immagini bidimensionali su fogli bianchi, alle quali può essere abbinato anche del testo, la stampa 3D crea immagini bidimensionali e testo di apparentemente nulla, la stampa 3D crea oggetti realizzati completamente dal nulla. È una procedura affascinante che può essere utile in vari campi.

 

Breve storia della stampa 3D

 

Già nel 1986, un ragazzo di nome Charles W. Hull depositò un brevetto per stereolitografia, che divenne il primo metodo noto per la creazione di oggetti 3D dal nulla. L’invenzione di questo metodo inaugurò una nuova era per i processi di lavorazione. Considerando che la maggior parte degli oggetti sono costruiti utilizzando un processo sottrattivo (cioè, tagliuzzamento, foratura, intaglio, taglio, ecc), la stampa 3D utilizza un processo additivo (ad esempio, l’aggiunta di materiale).

Le stampanti 3D sono costose. I tradizionali carta e inchiostro vi costeranno centinaia di dollari. Fortunatamente, non è necessario possedere una stampante personale 3D dato che ci sono già una serie di servizi che stamperanno in 3D per voi. 

A causa della natura costosa della stereolitografia, si sono sviluppate altre forme di stampa 3D. Queste nuove tecniche hanno i loro vantaggi e svantaggi, ma la maggior parte di esse sono molto più economiche e più accessibili. 

 

Tecnica di stampa 3D

 

La stereolitografia (SLA) è la prima tecnica di stampa 3D che è stato sviluppata. Crea oggetti dal nulla da strati di stampa e da strati di un fotopolimero particolare. Il materiale inizia in uno stato liquido e si modifica a uno stato solido quando colpiti da un fascio concentrato di luce ultravioletta.

Digital Light Processing (DLP) è simile alla stereolitografia, in quanto utilizza la luce per indurire un liquido in un solido. Tuttavia, nella trasformazione digitale della luce, l’oggetto parte come una vasca piena di liquido. Una parte del liquido viene esposta alla luce, che indurisce. Si abbassa la piastra di generazione di una piccola quantità. Un altro colpo di luce indurisce più del liquido e questo processo si ripete. Gli avanzi di liquido vengono scaricati, lasciando dietro di sé un modello solido.

 

Sinterizzazione laser selettiva (SLS) utilizza un laser ad alta potenza per fondere le particelle di materiale (ad esempio, plastica, vetro, ceramica, metallo) in una massa che prende la forma tridimensionale desiderata.

Fascio elettronico di fusione (EBM) è un processo di stampa 3D utilizzato per parti metalliche. Il processo avviene in un vuoto e comincia diffondendo verso il basso uno strato di polvere metallica (spesso titanio). Un fascio di elettroni si scioglie, poi polvere in uno strato solido. Gli oggetti creati in questo modo sono sorprendentemente densi e forti.

 

Modellazione Multi jet (MJM) funziona in modo simile alle stampanti a getto d’inchiostro moderne. Estende uno strato di polvere di resina e poi spruzza una colla colorata vincolante che indurisce la polvere in un unico strato. La modellazione multi jet è estremamente utile perché è veloce e supporta la stampa colorata.

 

Fused Deposition Modeling (FDM) utilizza un ugello riscaldato che fonde un materiale (ad esempio, plastica) non appena fuoriesce. L’ugello può muoversi orizzontalmente e verticalmente attraverso controlli computerizzati. Non appena il materiale esce dall’ugello, viene indurito quasi immediatamente.

Quasi tutte le forme di stampa 3D richiedono un file STL. Un file STL è un formato specifico di modello 3D che consente stampanti 3D che affettano efficacemente l’oggetto in singoli strati utilizzati nella stampa effettiva. La maggior parte dei file STL vengono prima creati con un programma computer-aided design (CAD) e poi convertiti.

Vantaggi della stampa 3D

[flv]http://www.youtube.com/watch?v=8aghzpO_UZE[/flv]

Le stampanti 3D sono utili sia per usi commerciali che personali. La stampa 3D ha, però, un costo elevato e ci vuole un certo know-how per utilizzarla. Se si riesce a superare la fase iniziale, poi riscontrate i numerosi vantaggi ad essa connessa. I progettisti possono produrre gruppi di lavoro e avviare una rappresentazione tridimensionale del progetto con la cosiddetta prototipazione rapida. Visto che il progetto si evolve nel corso del tempo, ad ogni iterazione può variare.

Le aziende possono anche beneficiare delle stampanti 3D per creare i loro prodotti finali, non solo prototipi. I processi sottrattivi finiscono con un sacco di materiali di scarto in forma di trucioli, detriti di perforazione e pezzi tagliati che sono troppo piccoli per essere utilizzato. Il processo additivo di stampa 3D elimina la maggior parte, se non tutte, le forme di rifiuti.

La natura della stampa 3D consente facilità di personalizzazione. Con una stampante 3D, le personalizzazioni sono effettuate nel file STL e la stampante non ha bisogno di essere modificata. Il livello di dettaglio che può essere raggiunto attraverso la stampa 3D è fenomenale e ineguagliabile da qualsiasi altro metodo di fabbricazione, tranne per gli oggetti progettati e realizzati interamente a mano. La precisione di una stampante 3D può arrivare fino a 4 micron di risoluzione. È più sottile di un capello umano.