La stampa 3D, nota anche come Additive Manufacturing, è una tecnologia di stampa rivoluzionaria che consente di trasformare modelli digitali in oggetti fisici tridimensionali, liberando la fantasia dei progettisti, perché consente di poter creare praticamente qualsiasi forma, usando materiali come ad esempio plastica, resina e metallo.
Come funziona la stampa 3D?
Il primo passo è creare un modello tridimensionale dell’oggetto che si desidera stampare. Questo può essere fatto utilizzando software di modellazione 3D, come ad esempio SOLIDWORKS. Una volta creato il modello, è necessario prepararlo per la stampa, quindi, servono funzionalità particolari di analisi e ottimizzazione, a volte già comprese nel CAD, altrimenti presenti nei software di stampa forniti a corredo delle stampanti. In questa fase si procede anche col processo di “slicing”, che divide il modello in strati sottili e genera un file di istruzioni per la stampante 3D. La stampante 3D legge il file di slicing e inizia a costruire l’oggetto strato per strato.
Le stampanti più comuni usano un processo chiamato “Fused Deposition Modeling” (FDM), dove un filamento di plastica viene fuso e depositato per creare l’oggetto. La tecnologia della stampa 3D è comunque in continua evoluzione e le tecniche di stampa presenti sul mercato ormai sono molte, per cui conviene capire quale sia la tecnica più conveniente per realizzare i propri componenti prima di procedere con l’acquisto di una stampante, in modo da ottimizzare l’investimento. Dopo la stampa, l’oggetto potrebbe richiedere alcune finiture, come la rimozione di supporti, levigatura o verniciatura, per ottenere il risultato finale desiderato.
Applicazioni della stampa 3D
La stampa 3D ha una vasta gamma di applicazioni:
- Prototipazione Rapida: ingegneri e designer usano la stampa 3D per creare prototipi dei loro progetti per farne una prima valutazione in modo estremamente rapido e conveniente
- Medicina: è possibile stampare protesi personalizzate, impianti medici e persino tessuti umani
- Moda e Design: possono essere creati abiti, gioielli e accessori di forma innovativa su misura
- Industria: contrariamente al pensiero comune, possono essere prodotti componenti meccanici complessi e parti di ricambio molto rapidamente e a basso costo.
La stampa 3D e le sue sempre più ampie possibilità di applicazione, stanno quindi davvero cambiando il modo in cui pensiamo alla produzione e al design, aprendo infinite possibilità per essere creativi e innovatori. Sembrano lontani i tempi in cui la stampa 3D si limitava alla realizzazione di prototipi, infatti, ad oggi, sta cambiando non solo il processo di produzione dei componenti, ma anche il metodo stesso di progettarli.
La modellazione al computer è fondamentale per ottenere una geometria ottimale già pronta per il processo additivo e SOLIDWORKS in particolar modo permette ai progettisti di adottare una serie di best practices smart ed efficienti che riguardano in primo luogo:
- l’orientamento delle parti sul piano di stampa
- la finitura di superficie e le strutture di supporto
- l’ottimizzazione del design per il processo di stampa
La stampa 3D in SOLIDWORKS
In SOLIDWORKS ci sono una serie di strumenti standard di controllo della geometria utilizzabili anche per analizzare i modelli da stampare in 3D, uniti a strumenti verticali per preparare il modello alla stampa 3D vera e propria.
Gli strumenti standard a disposizione del progettista sono comuni agli strumenti che vengono utilizzati anche per analizzare le parti da stampare in plastica con la tecnica tradizionale, come ad esempio l’analisi dello sformo, dei sottosquadri, della simmetria e dello spessore.
Ma quelli più importanti sono gli strumenti verticali che si trovano nel menu “File”-> Stampa 3D”
La funzione “Stampa 3D” ha opzioni per impostare i volumi di stampa, l’orientamento della parte, la selezione del piano di stampa, analisi spessori/giochi, la scala e molto altro. Basandosi su riscontri visivi veloci grazie alla pratica Anteprima della parte da stampare che si aggiorna in tempo reale è possibile:
- individuare le aree sporgenti
- effettuare modifiche all’orientamento della stampa
- ridurre il materiale di supporto richiesto
- ottimizzare i tempi di stampa
Tra gli strumenti standard invece, “Verifica distanza” aiuta a tenere conto delle linee guida della stampante e assicura che i materiali non si fondano durante la stampa. Nell’immagine di seguito, consideriamo ad esempio di aver bisogno di inserire dei fissaggi, come un perno o un bullone, tra due parti.
Una veloce verifica della distanza (come mostrato di seguito) controlla il gioco (la distanza di sicurezza) tra i componenti selezionati di un assieme, in base alle condizioni della macchina e del processo scelti per la stampa.
Un altro esempio concreto, rappresentato nell’immagine seguente, potrebbe essere la realizzazione di alcuni fori: richiederebbero materiale di supporto e un’ulteriore fase di post-elaborazione dopo la stampa, invece, grazie agli strumenti verticali e l’aiuto dell’anteprima, è possibile capire velocemente che aggiungendo uno smusso, si possono mitigare le sporgenze e di conseguenza anche il materiale di supporto richiesto.
Conclusioni
La stampa 3D rappresenta una rivoluzione nel modo in cui progettiamo e produciamo oggetti. Questa tecnologia offre flessibilità senza precedenti, permettendo di trasformare idee digitali in realtà fisiche con precisione e velocità. Le sue applicazioni spaziano dalla prototipazione rapida nel campo dell’ingegneria alla creazione di dispositivi medici personalizzati, dalla moda innovativa alla produzione di componenti industriali. SOLIDWORKS fornisce l’ambiente ideale per le iterazioni progettuali assicurando la progettazione razionale di un modello che minimizzi il materiale di supporto e ottimizzi il processo di stampa 3D.
Guarda il video per saperne di più sugli argomenti appena trattati e scopri come SOLIDWORKS ti consenta di ottimizzare alcune pratiche comuni già in fase di progettazione, per una produzione additiva di successo.
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