STAMPANTI 3D

INTRODUZIONE Le stampanti 3D sono dispositivi in grado di realizzare qualsiasi modello tridimensionale mediante un processo di produzione additiva, ovvero partendo da un oggetto disegnato tramite software e replicandolo nel mondo reale con l’ausilio di appositi materiali. La procedura prevede solitamente il posizionamento di uno strato sopra l’altro, procedendo per sezioni trasversali. Lo spessore degli strati influenza il tempo totale di lavorazione e la qualità del prodotto finito; in genere è compreso tra 0,1 e 0,025 mm. Il costo di una stampante 3D varia tra i 500 e i 10000 euro, mentre i tempi di stampa richiedono dalle poche ore a giorni interi, a seconda delle dimensioni del pezzo e dalla risoluzione scelta.

TECNICHE DI STAMPA FDM (Fused Deposition Modeling): mediante un ugello riscaldato si deposita a strati un polimero fuso su una struttura di supporto che alla fine del processo verrà rimossa. Preferibile per la stampa di oggetti cavi.

MATERIALI DI STAMPA Nella stampa di tipo FDM i materiali più usati sono il PLA e l’ABS. PLA (PolyLactic Acid) è una plastica vegetale, quindi biodegradabile e non produce fumi tossici, ed è più adatta alla stampa di oggetti di grandi dimensioni grazie al suo lento raffreddamento. ABS (Acrylonitrile butadiene styrene) è una plastica derivata dal petrolio ottima per la realizzazione di oggetti di uso meccanico per vie delle sua alta resistenza. A causa della sua composizione chimica, durante il funzionamento emette fumi tossici. Entrambe le plastiche possono essere verniciate con colori acrilici al termine della stampa.

TECNICHE DI STAMPA SLS (Selective Laser Sintering): usa un laser pulsante per sinterizzare strati di polveri metalliche o ceramiche. Non necessita di strutture di supporto come FDM.

TECNICHE DI STAMPA DLP (Digital Light Processing): una speciale resina liquida contenuta in una vasca viene solidificata da un fascio di luce strato per strato. Questa tecnologia offre ottime risoluzioni, ma anche prezzi elevati.

TECNICHE DI STAMPA LOM(Laminated Object Manufacturing): strati di plastica o carta sono fusi insieme e poi sagomati da un raggio laser. Una volta che uno strato è finito la piattaforma di appoggio si abbassa di una tacca.

SOFTWARE DI STAMPA Per passare da un modello digitale alla stampa tridimensionale di un oggetto servono un software per la modellazione, in grado di lavorare su formati tipo .obj o .stl ed uno che trasformi tali files in una serie di istruzioni per la stampante (g-code). In genere è preferibile usare software OpenSource dato che verrà sempre supportato, a differenza di software proprietario che è legato alle sorti della ditta produttrice della stampante.

SOFTWARE DI STAMPA I principali software utilizzati sono: Repetier-Host: facile da usare e compatibile con la maggior parte dei firmware. Consente di aggiungere e posizionare i files .stl sul piatto di stampa e di dividerli. Disponibile per Windows (XP e successivi), Linux e Mac OS X. Slic3r: converte un modello digitale in una serie di istruzioni G-Code per la stampante 3d. Cura: simile a Slic3r, converte i files da formati di modellazione (come .stl) a G-Code. Replicator G: usato dai principali produttori di stampanti 3d, può stampare files in formato .stl e G-Code. Disponibile per Windows, Linux e OS X.

PARAMETRI DI SCELTA Per scegliere la stampante è necessario considerare i seguenti parametri: Telaio in metallo (barre o lamiera), con il minimo di giunzioni. Pesante, se possibile. Le vibrazioni introdotte da un telaio leggero e poco solido possono determinare una cattiva rifinitura. Guide lineari a ricircolo perché assicurano il minimo attrito possibile e garantiscono un elevato livello di precisione nel movimento. Movimenti tramite viti IGUS o a ricircolo dato che garantiscono un gioco minimo e una notevole durata nel tempo.

PARAMETRI DI SCELTA I motori devono essere azionati a micropassi con il frazionamento più alto possibile in modo da raggiungere una buona precisione, poiché il movimento minimo che può effettuare è più piccolo. Piano di stampa con uno strato in vetro basaltico o ceramica, riscaldato uniformemente e possibilmente con una certa velocità. Se gli alimentatori hanno potenza bassa, il piano non si riscalda mai, o non raggiunge la temperatura di lavoro ottimale (c.a. 110° per l’ABS).

PARAMETRI DI SCELTA Non è necessario che siano presenti display LCD o tastierini numerici perché la stampa è controllata via computer e fanno lievitare il prezzo finale.

PARAMETRI DI SCELTA Meglio scegliere tecnologie collaudate piuttosto che le ultime novità, in modo da non dover aver problemi di affidabilità. La stampante deve poter funzionare con diversi tipi di materiali e non con uno solo, in modo da poter realizzare stampe con proprietà fisiche differenti.

PARAMETRI DI SCELTA Utilizzare uno o al massimo due estrusori (se bisogna depositare due tipi di materiali) altrimenti il gruppo mobile diventa troppo pesante e lento. Meglio rivolgersi a rivenditori affidabili per essere coperti da assistenza in caso di guasto.

TABELLA RIASSUNTIVA TIPO PREZZO MATERIALE VANTAGGI SVANTAGGI FDM 200-7000 $ Plastiche Supporta diversi tipi di materiali economici Processo lento, necessita di supporti SLS 5000+ $ Materiali sinterizzati Si possono creare parti in metallo Poroso DLP 700-10000 $ Fotopolimeri Veloce Scelta tra pochi materiali, molto costosi LOM Fogli metallici, di carta o di plastica Non necessita di reazioni chimiche, materiali economici Poco preciso

SITI DI RIFERIMENTO Comparazione tra 24 stampanti 3D: http://3d-printers.toptenreviews.com Elenco delle stampanti sotto i 20000$: http://www.additive3d.com/3dpr_cht.htm Elenco delle maggiori stampanti 3D in commercio: http://www.3ders.org/pricecompare/3dprinters/?o=Price&

SITI DI STAMPA ONLINE http://www.shapeways.com oltre alla stampa fornisce anche servizi di vendita. Prezzi bassi, ma tempi di spedizione dell’ordine di 2-3 settimane (sede in Olanda). www.ponoko.com oltre alla stampa permette anche di lavorare sugli oggetti con tagli laser e fresatura CNC. http://www.sculpteo.com si può controllare direttamente come procede la stampa. http://i.materialise.com/ dispone anche di un servizio di vendita degli oggetti stampati, spedizione in 5 giorni. http://www.zoomrp.com/ realizza prototipi di plastica in poco tempo, ma ha prezzi alti. http://www.redeyeondemand.com/ servizi professionali (lavora soprattutto con l’industria medica, ingegneristica, architettonica e aerospaziale) tempi rapidi e costi alti. http://www.vectorealism.com/ sito italiano per la stampa 3D.