How to 3D print: techniques in comparison

La stampa 3D negli anni è stata utilizzata da diverse aziende per sviluppare prototipi o pezzi di alta ingegneria da utilizzare per diversi scopi produttivi.

I costi ridotti della stampa 3D le hanno permesso di essere accessibile per molte aziende ed essere utilizzata in svariati settori di mercato. 

Poiché la stampa 3D deve poter rispondere a differenti applicazioni e utilizzi, negli anni sono nate diverse tecniche, sviluppate specificatamente per riuscire a utilizzare determinati materiali, riprodurre oggetti di grandi dimensioni ecc. 

Tra i vari modelli ad oggi presenti sul mercato è possibile scegliere la macchina più adatta in base ai materiali, le caratteristiche tecniche e ovviamente i costi.

In questo articolo prenderemo in considerazione le stampanti 3D ad uso industriale che utilizzano materiali plastici. Spiegheremo le diverse tecnologie e capacità.  

Modellazione a deposizione fusa (FDM)

La tecnica di stampa 3D FDM (fused deposition modeling) è tra le più diffuse a livello commerciale, soprattutto anche grazie al mercato degli hobbisti.

Questa tecnologia fonde ed estrude un filamento termoplastico, il quale viene depositato tramite un ugello di stampa che si muove lungo la tavola di stampa, costruendo l’oggetto desiderato strato dopo strato. 

Le caratteristiche della tecnica a deposizione fusa sono:

• la capacità di fondere ed estrudere il filamento plastico;

• Il prezzo più basso per investimento iniziale anche considerando i materiali;

• La risoluzione e la precisione più basse, rispetto ad altre macchine 3D;

• Solitamente vengono utilizzate per la prototipazione di oggetti semplici.

La modellazione a deposizione fusa utilizza diverse plastiche (ABS, PLA e varie miscele), materiali adatti per la creazione di prototipi veloci. Sebbene la sua precisione non sia tra le migliori, questo processo permette di ottenere dei modelli semplici e parti di questi a basso costo e in tempi rapidi. 

Dunque è importante tenere presente che in questo caso, risoluzione e precisione vengono tralasciate a favore di tempistiche e lavorazioni semplici, le quali potranno successivamente essere perfezionate tramite altre lavorazioni di post produzione come la lucidatura meccanica o chimica. 

Stereolitografia (SLA)

La stampa 3D con tecnica SLA è stata inventata durante gli anni ’80 e rappresenta la prima tecnica di stampa 3D al mondo. Nonostante la sua età, è tuttora tra le tecnologie di stampa 3D più utilizzate a livello professionale. 

Questa macchina lavora tramite un laser che polimerizza la resina liquida e la rende plastica dura, tramite il processo di fotopolimerizzazione.

Le caratteristiche principali della stereolitografia:

• Utilizza il laser per polimerizzare la resina fotopolimerica;

• Può essere utilizzata per lavorare un’ampia gamma di materiali;

• Offre una buona risoluzione, soprattutto per progetti che contengono dettagli e particolari;

• L’utilizzo principale sono la prototipazione funzionale, creazione di modelli, stampi e attrezzature.

I vantaggi di questa tecnica sono nella risoluzione e precisione del progetto che si intende sviluppare. Infatti la stampa 3D SLA è in grado di riprodurre oggetti complessi e risulta molto versatile, grazie anche all’ampia gamma di materiali a disposizione. È possibile infatti riproporre proprietà ottiche, meccaniche e termiche differenti e molto simili alle termoplastiche industriali. 

Dunque se avete tra le mani un progetto che richiede una modellazione complessa ed è ricco di dettagli, la stampa 3D SLA è la scelta giusta per la realizzazione del vostro prototipo.

Sinterizzazione laser selettiva (SLS)

Le stampanti 3D SLS fondono particelle di polvere di polimeri tramite l’utilizzo di un laser ad alta potenza.

A differenza della stampa 3D FDM, quella SLS non ha bisogno di supporto grazie alla polvere che viene lasciata in eccedenza e funge da base per la lavorazione.

Le caratteristiche principali della macchina SLS:

• Utilizza il laser per fondere il polimero in polvere;

• Vanta costi limitati e un’alta produttività, grazie al fatto che non serve una struttura di supporto;

• Le proprietà meccaniche sono ottime e permettono risultati molto simili alle tecniche tradizionali con stampi a iniezione;

• L’utilizzo principale per il quale viene utilizzata sono prototipi funzionali e la produzione di parti per utilizzo finale.

La stampa 3D SLS è ottima per la realizzazione di geometrie, angoli e dettagli complessi, anche in negativo. Inoltre la sua risoluzione è eccellente e permette di riprodurre parti meccaniche con caratteristiche simili alla tecnica a iniezione.

Il nylon è tra i materiali più utilizzati per questa stampante. Le caratteristiche di questo materiale sono: leggerezza, resistenza e flessibilità, le quali permettono al nylon di garantire alte prestazioni anche in caso di lavorazioni che prevedono l’utilizzo di sostanze chimiche, raggi UV o altro.

Dunque la stampante 3D SLS è ottima per la realizzazione di progetti con forme e geometrie complesse, per oggetti che richiedono resistenza e flessibilità e soprattutto per i costi contenuti grazie a un numero limitato di parti che richiedono manutenzione.

Conclusioni

È importante comprendere le caratteristiche del proprio progetto e decidere consapevolmente per il tipo di stampa 3D più adatto alla realizzazione del tuo oggetto. 

Per fare questo è necessario avere ben chiari gli obiettivi della realizzazione che vuoi ottenere: prima di procedere con la stampa, è importante valutare attentamente la complessità delle forme, la risoluzione che si vuole raggiungere e le caratteristiche dei materiali che si intendono usare. Tutte queste valutazioni ti aiuteranno a ottenere la massima realizzazione a seconda dello scopo di utilizzo finale del tuo oggetto.