Oggi vogliamo rinfrescare i fondamentali dell’additive manufacturing, partendo dalla domanda cos’è la stampa 3D, mostrando la sua evoluzione nel tempo, per arrivare a osservare quali sono le opzioni che oggi sono a disponibili per chi desidera investire sulle tecnologie additive.
Introduzione: cos’è la stampa 3D?
La stampa 3D è un metodo di fabbricazione utilizzato per produrre parti con la metodologia additiva.
Ormai il termine stampa 3D non rappresenta più una tecnologia specifica, ma piuttosto rappresenta una varietà di processi che condividono un comune attributo: la fabbricazione layer by layer, ossia strato su strato. A differenza dei metodi tradizionali sottrattivi, come fresatura e tornitura, in cui il processo inizia con un blocco di materiale dal quale vengono rimosse strategicamente le parti, la stampa 3D parte da un materiale grezzo non formato e da lì costruisce la parte sovrapponendo il materiale strato per strato. La stampa 3D parte dal nulla e finisce con la parte finita, con il minimo spreco possibile di materiale nel processo di creazione.
Forse alcuni credono che sia una tecnologia emergente, ma in realtà la stampa 3D non è così nuova. Originariamente è stata introdotta nel 1980 come un metodo per produrre rapidamente ed economicamente parti dalla forma netta e prototipi molto semplici. Nell’ultimo decennio queste macchine sono diventate più accessibili dal punto di vista economico, più affidabili e più materiali sono diventati disponibili. Ora la stampa 3D è vista come uno degli inquilini più in vista dell’industria 4.0 ed è considerata una stella nascente nel mondo del manufacturing.
Tecnologie di Stampa 3D
Nel panorama della stampa 3D, le macchine possono essere di forme e dimensioni differenti e usano una grande varietà di processi per fabbricare parti.
- Per estrusione del materiale (FDM) o detta anche fabbricazione a filamento fuso (FFF). Si tratta della tecnologia più comunemente associata alla stampa 3D e crea parti fondendo ed estrudendo filamenti attraverso un ugello. La stragrande maggioranza delle stampanti vendute oggi sono ancora macchine FFF.
- Le macchine che usano la polimerizzazione o stereolitografia (SLA), invece usano laser o lampade UV per polimerizzare selettivamente la resina, strato per strato, creando così le parti solide.
- Le macchine di sinterizzazione laser di polimeri (SLS O MJF) che usano la tecnologia della polvere. Queste macchine ideali nel settore industriale, usano il laser per fondere insieme la polvere di metallo o di plastica.
- Le macchine che usano la tecnologia del Material e Binder Jetting. Nel processo di stampa impiegano calore o luce UV e per ottenere leganti usano polveri simili con leganti polimerici.
Queste tecnologie sono le più comuni nella stampa 3d. Le prime tre possono solo stampare con limitate varietà di plastica, tuttavia ora sono disponibili centinaia di tipologie di plastica, metalli, resina e compositi.
Gli ingegneri di oggi hanno una grande varietà di opzioni quando devono scegliere il materiale per stampare la loro parte: possono spaziare dalla plastica di alta qualità, alle resine, al composito continuo come la fibra di carbonio o di metalli, come l’acciaio inossidabile e titanio.
La vocazione industriale della stampa 3D
L’espansione dei materiali disponibili ha portato a uno spostamento verso le applicazioni industriali. Molte nuove stampanti sono costruite appositamente per produrre parti per la produzione industriale, queste macchine industriali rappresentano la classe più alta di stampanti 3D. Un esempio sono le stampanti industriali di Markforged, come la X3, X5 e X7, oppure le stampanti HP Multi Jet Fusion come la 5200 e la 4200. Sotto di loro le macchine professionali di tipologia media, come la serie Desktop di Markforged. Questa tipologia pure essendo altamente professionale e offrendo affidabilità e precisione, rispetto alle stampanti di generazione superiore, usano materiali leggermente meno robusti e per finire esistono le macchine dedicate all’hobbistica, che forniscono un’opzione personalizzabile a basso costo per l’uso personale o per l’istruzione.
Anche se ci sono voluti più di 30 anni perché prendesse piede, la stampa 3D sta dimostrando di essere un metodo economico e all’avanguardia per produrre una grande varietà di parti. Le stampanti 3D utilizzano un flusso di lavoro ampiamente automatizzato e possono creare geometrie complesse senza costi aggiuntivi.
Aspettiamoci di vedere sempre più stampa 3D nel mondo della produzione industriale!
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