8. Stampanti 3D – Introduzione
Le stampanti 3D creano oggetti usando un processo noto come produzione additiva. Il materiale viene depositato a strati; ogni livello si aggiunge al livello precedente e a sua volta diventa una base per il livello successivo.
Immagine 8.1. [fonte]
Esistono molti tipi di tecnologie di stampa 3D disponibili. Fare riferimento all’elenco seguente preso da https://www.3yourmind.com/blog/what-is-3d-printing per una panoramica:
– Getto di legante: le testine di stampa a getto d’inchiostro applicano un agente adesivo liquido su sottili strati di polvere. Incollando le particelle insieme, la parte viene costruita strato dopo strato.
– Fusione a fascio di elettroni: un sottile strato di polvere metallica viene selettivamente fuso da un fascio di elettroni. Le parti sono costruite strato dopo strato nel letto di polvere.
– Modellazione a Deposizione Fusa(FDM): un filamento di plastica viene fuso ed estruso attraverso un ugello. Le parti vengono create depositando strato per strato.
– Fusione laser: un sottile strato di polvere metallica viene selettivamente fuso da un laser. Le parti vengono costruite strato dopo strato nel letto di polvere.
– Sinterizzazione laser: un sottile strato di polvere di plastica viene sciolto selettivamente da un laser. Le parti vengono costruite strato dopo strato nel letto di polvere.
– Getto di materiale: le testine di stampa a getto d’inchiostro vengono utilizzate per spruzzare materiali cerosi fusi su una piattaforma di costruzione. Il materiale si raffredda e solidifica permettendo di crearestrati uno sopra l’altro.
– Getto fotopolimerico: le testine di stampa a getto d’inchiostro vengono utilizzate per iniettare fotopolimeri liquidi su una piattaforma di costruzione. Il materiale viene immediatamente polimerizzato da lampade UV e solidificato, ciò consente di costruire strati uno sopra l’altro.
– Stereolitografia: un laser UV polimerizza un fotopolimero liquido in una vasca.
La parte viene costruita abbassando la piattaforma di costruzione nella vasca.
Immagine 8.2. Alcune tecnologie di stampa 3D [fonte]
La maggior parte delle stampanti 3D nel mercato dei consumatori utilizzano inchiostri termoplastici nel processo di stampa. Questi polimeri diventano morbidi e flessibili entro un intervallo di temperatura e quindi si solidificano quando vengono lasciati raffreddare.
Immagine 8.3. Diagramma funzionale di una stampante 3D [fonte]
Il piano di stampa è dove viene stampato l’oggetto. Di solito è ricoperto da un materiale adesivo e, con alcuni inchiostri, deve anche essere riscaldato per ridurre al minimo la distorsione dell’oggetto stampato. La temperatura dell’estrusore può essere impostata manualmente, a seconda del modello; la posizione dell’ugello è controllata dal microcontrollore, che è diretto dai comandi nel file di stampa.
Alcune stampanti incorporano porte USB per leggere file da unità USB; altre si interfacciano con computer esterni, che possono usare monitor di stampa 3D e applicazioni di controllo. Il microcontrollore posiziona l’ugello sulle coordinate X, Y e Z necessarie e viene impostata una quantità specifica di inchiostro. Le stampanti 3D ad alta precisione riducono al minimo la produzione di materiale di scarto.
Immagine 8.4. Parti caratteristiche di una stampante 3D [fonte]
Il fine di questa introduzione è quello di concentrarci sulle stampanti FDM (nota: la tecnologia FDM – Modellazione a deposizione fusa – viene anche indicata come FFF -Fused Filament Fabrication-).
FDM è la tecnologia di stampa 3D più diffusa: rappresenta la più vasta base di stampanti 3D installata a livello globale ed è spesso la prima tecnologia con cui le persone vengono a contatto. In questo articolo vengono presentati i suoi principi di base e gli aspetti chiave.
Per una guida completa alla stampante 3D, è possibile controllare il seguente articolo.
Fonti:
[1] https://www.allaboutcircuits.com/news/introduction-to-3d-printing-history-processes-and-market-growth
[2] https://www.3yourmind.com/blog/what-is-3d-printing
[3] https://www.3dhubs.com/knowledge-base/introduction-fdm-3d-printing#what