Le stampanti 3D sono diventate sempre più popolari negli ultimi anni. Possono essere usati, per esempio, per ristampare a casa pezzi di ricambio piccoli e grandi senza doverli comprare separatamente. Ma le stampanti 3D professionali sono utilizzate anche nell'industria. Ma come funzionano effettivamente questi dispositivi? Nel corso del tempo, si sono affermati tre processi, che vi presentiamo qui.
- Questo è come funziona una stampante 3D in generale
- Per utenti privati: Fused Deposition Modelling
- Processi industriali: Stereolitografia e sinterizzazione laser
Come funziona una stampante 3D in generale
La tecnologia delle stampanti 3D è stata sviluppata già negli anni '80 e da allora è stata utilizzata soprattutto nell'industria, ad esempio per la produzione di complicate parti di automobili. Negli ultimi dieci anni, tuttavia, la tecnologia è stata adattata anche per l'uso privato a casa e costantemente migliorata nel processo. Mentre qualche anno fa le stampanti costavano diverse centinaia di euro, oggi è possibile avere la propria stampante per molto meno denaro.
Fondamentalmente, il modo in cui funziona una stampante 3D è simile a quello delle stampanti normali: invece di un file di testo o immagine, un modello viene prima creato con un software 3D prima della stampa. Questo poi dice alla stampante dove applicare o curare il materiale. Il modello viene poi inviato alla stampante, che inizia la stampa 3D. Come funziona esattamente la stampa e quanto tempo ci vuole dipende dalla tecnica scelta e dal materiale. Tuttavia, una stampa 3D nel settore privato richiede spesso diverse ore, a seconda delle dimensioni del modello. Puoi scoprire come funzionano le stampanti 3D per scopi privati e per l'industria nelle sezioni seguenti.
Per gli utenti privati: Fused Deposition Modelling
Perché le stampanti e i materiali in Fused Deposition Modelling sono un po' più economici rispetto agli altri metodi, sono più spesso usati in ambienti privati. Il processo utilizza materiali che diventano liquidi e possono essere modellati quando vengono leggermente riscaldati. Si tratta, per esempio, di materie plastiche come il PET, ma anche il cioccolato può teoricamente essere usato per questo.
Il materiale viene riscaldato in una testa di stampa e poi applicato in strati sottili su una piastra con un ugello. Il modello è stampato strato per strato dal basso verso l'alto. La testa della stampante può muoversi flessibilmente in qualsiasi direzione per raggiungere qualsiasi punto dell'area di stampa.
Poiché il materiale ha bisogno di un po' di tempo per indurirsi e un nuovo strato può essere applicato solo quando quello sottostante si è indurito almeno un po', il processo di stampa richiede un tempo relativamente lungo. Inoltre, le strutture di supporto possono essere pianificate in modo che la costruzione non crolli su se stessa mentre non è ancora completamente solida.
I processi industriali: Stereolitografia e sinterizzazione laser
Inoltre, ci sono altri metodi di stampa 3D che sono più comunemente usati nell'industria. Teoricamente, naturalmente, potrebbero essere utilizzati anche in privato, ma a causa delle loro dimensioni e del loro modo di funzionamento, sono davvero adatti solo se si stampa un gran numero di modelli in una volta.
Stereolitografia è il più antico processo di stampa 3D. Si tratta di riempire un bacino con una resina sintetica che si indurisce sotto i raggi UV. Sopra il bacino è appeso un dispositivo che può emettere raggi UV mirati. C'è anche una piattaforma nel bacino che può muoversi su e giù. All'inizio del processo di stampa, la piattaforma è appena alta abbastanza per essere coperta molto leggermente con la resina. I raggi UV vengono poi emessi dall'alto in modo tale che la resina si indurisca in certi punti. Quando uno strato è solido, la piattaforma viene spostata un po' più in basso, la resina scorre sullo strato indurito e lo strato successivo viene indurito con i raggi UV. In questo modo, il modello si forma strato per strato dal basso verso l'alto. Ogni strato è spesso solo una frazione di millimetro. Il grande vantaggio di questo metodo rispetto agli altri è che i bordi del modello sono lisci e non ruvidi alla fine.
Nella sinterizzazione laser ci sono due aree: Da un lato, un contenitore in cui si trova il materiale da stampa. Questo può essere, per esempio, una plastica in polvere o anche del metallo. D'altra parte, c'è di nuovo una piattaforma su cui viene stampato il modello. All'inizio, la stampante usa un rullo per raccogliere il materiale dal primo contenitore e applicarlo in modo sottile sulla piattaforma. Un laser è appeso sopra la piattaforma, che può indurire certe aree del materiale, come nella stereolitografia. La piattaforma si sposta poi un po' verso il basso, il rullo applica nuovo materiale e il laser indurisce nuovamente alcune aree del materiale. Il vantaggio della sinterizzazione laser è che il materiale si indurisce immediatamente e non è necessario progettare elaborate strutture di supporto.