Le varie tipologie di stampanti 3D

In questo articolo parliamo delle varie tipologie di stampanti 3D; Infatti questo mondo è molto vasto e pieno di tecnologie, ognuna con i suoi vantaggi e svantaggi.

Stampante FDM (Fused Deposition Modeling)

Rappresenta la sezione di una  tipologia di stampanti 3d fdm
Stampante FDM

La stampante FDM è la più comune e accessibile sul mercato. Questa tipologia di stampante 3D funziona riscaldando un filamento di plastica e depositandolo strato per strato per creare l’oggetto. I vantaggi di questa stampante sono il basso costo di acquisto e la facilità d’uso oltre alla grande disponibilità sul mercato di varie alternative. Tuttavia, gli oggetti stampati in questo modo possono presentare una scarsa qualità di finitura e una bassa precisione dimensionale.
In realtà vedremo che con alcune accortezze nelle impostazioni e nel post-produzione otterremo risultati non solo accettabili, ma anche “meccanicamente funzionali”.

Stampante SLA (Stereolithography)

Questo rappresenta come funziona una stampante stereolitografica
Meccanismo di funzionamento della stereolitografia

La stampante SLA utilizza un laser per solidificare una soluzione di resina, creando strati sottili fino a ottenere l’oggetto desiderato. Questa tipologia di stampante 3D ha qualità della finitura e la precisione dimensionale degli oggetti stampati in questo modo sono molto elevate, tuttavia il costo di acquisto è più elevato rispetto alla stampante FDM e la resina utilizzata può essere costosa e, per quanto riguarda delle resine particolari, possono contenere sostanze tossiche.
Infatti è importante non solo comprare la stampante, ma anche delle attrezzature per la protezione di occhi, pelle e vie respiratorie. Io lascio qui il link per aTuttoNozzleZone, dove troverete il reparto DPI se volete vedere cosa utilizzo io sia per la sicurezza sulle stampanti 3D, sia per la sicurezza sulle altre macchine.
Per direzionare il laser si utilizza uno specchio mobile e motorizzato. Questo meccanismo può avere dei problemi, come l’usura dello specchio (eh si, gli specchi si usurano) oppure, più banale, la qualità dello specchio e del laser.

Stampante SLS (Selective Laser Sintering)

Meccanismo della stampante SLS

La stampante SLS utilizza un laser per fondere la polvere di materiale (metalli, plastiche, ceramiche) stratificandola per creare l’oggetto desiderato. La qualità della finitura e la precisione dimensionale degli oggetti stampati in questo modo sono molto elevate, inoltre è possibile stampare con una enorme varietà di materiali. Tuttavia il costo di acquisto è molto elevato e richiede una maggiore esperienza per l’utilizzo.
Per quanto riguarda i materiali la cosa davvero interessante è la possibilità di stampare metalli. La questione è: si comporta come un pezzo di metallo creato utilizzando tecniche tradizionali?
Sni, infatti si, il pezzo può avere caratteristiche meccaniche simili a quello creato utilizzando tecniche tradizionali, ma deve essere progettato in modo ottimale e deve seguire un processo di post-produzione (deve essere praticamente cotto per poter uniformare la distribuzione del materiale).

Stampante DLP (Digital Light Processing)

L'immagine serve a far vedere come funziona una tipologia di stampanti 3d di tipo SLA
Tipologia di Stampante 3D DLP

La stampante DLP utilizza un proiettore per solidificare una soluzione di resina. Il processo è simile a quello della stampante SLA, tuttavia la solidificazione avviene in un unico passaggio invece che strato per strato. Ciò consente di stampare oggetti più grandi e complessi in tempi più brevi, tuttavia la qualità della finitura può essere inferiore rispetto alla stampante SLA.
Infatti questa è la tipologia di stampante 3D a resina più diffusa tra i maker e il problema ovviamente è la risoluzione dello schermo LCD. LO schermo è composto da pixel, e la densità dei pixel identifica la qualità con cui il singolo strato viene proiettato e di conseguenza con cui verrà stampato.
Un piccolo problema con le prima stampanti 3d a resina economiche era quello dell’omogeneità del fascio di luce (problema ormai ampiamente risolto), ovvero, come vediamo in figura, il fascio di luce veniva distorto dall’errore di parallasse e questo andava ad enficiare sulle tolleranze ai bordi della vaschetta di resina (dove ovviamente il fascio era più distorto) e portava problemi di tenuta del pezzo al piatto sui lati.

In generale, la scelta della stampante 3D dipende dalle esigenze specifiche del progetto e dal budget a disposizione. È importante considerare non solo i costi iniziali di acquisto, ma anche i costi a lungo termine, come i materiali di stampa e la manutenzione.

Anche per questo articolo è tutto e se volete rimanere aggiornati guarda qui le nuove uscite per altri articoli!!!

Cos’è la stampa 3D

La stampa 3D è un “nuovo” tipo di lavorazione definita additiva, infatti, a differenza della maggior parte delle lavorazioni che si utilizzano, la stampa 3d dal nulla aggiunge del materiale fino a creare il nostro pezzo.
Ho scritto “nuova” non a caso, vi stupirà sapere che, nonostante le stampanti siano entrate in commercio in maniera accessibile al pubblico da poco meno di un decennio, il brevetto nasce dall’ingegnere Chuck Hull nel 1986!!!

Lascio il link della storia della stampa 3d
Quando è stata inventata la stampa 3D? Negli anni ottanta

Hull stampa 3D
Immagine di giornale ritraente Hull

Come funziona?
Domanda interessante, e come tutte le domande interessanti la risposta è DIPENDE.

In un prossimo articolo (Se siete curiosi, quando uscirà, il link comparirà qui) parlerò dei vari tipi di stampante e più nel dettaglio come funzionano singolarmente. Adesso limitiamoci a generalizzare così
Funziona come un sandwich: infatti si prende un oggetto disegnato al CAD, lo si divide in piccole fettine (slicing) e la stampante strato per strato lo “monta” facendo sì che ogni singolo strato aderisca al precedente fino a montare il nostro “sandwich” di (generalmente) plastica!

come passare da STL alla Stampa
Processo di slicing per la stampa 3D

Ora, questi strati li possiamo creare in vari modi e questi diversi modi sono la maggiore differenziazione tra i tipi di macchine.
Le più comuni, ovvero le FDM (Fused Deposition Modeling), utilizzano del materiale fluidificato che viene depositato sullo strato precedente. Lo strato caldo appena depositato scioglierà un minimo lo strato precedente e andrà a legare con quest’ultimo raffreddandosi.
Esistono molti materiali e molte stampanti, ma tutti, e dico tutti, avranno sicuramente sentito parlare del PLA (Acido polilattico).
Non fatevi spaventare dalla parola acido, in realtà è un materiale perfetto per imparare a stampare in 3D: economico, versatile, fonde a basse temperature e non emette fumi nocivi.
Per gli appassionati di chimica come me lascio qui sotto la forma molecolare del polimero,

Acido Polilattico
gentile presa in prestito da wikipedia della catena di acido polilattico
Bobina di filamento per la stampa 3D

Per tutti gli altri lascio la forma in cui si ritrova più spesso, ovvero il filamento.
Il filamento sarà poi quello che effettivamente entrerà nella stampante grezzo e uscirà dalla stampante come il nostro oggetto.

Tutto bello e tutto chiaro, ma questa faccenda quanto mi costa?

Non serve che proteggiate i portafogli nella paura di spendere le migliaia di euro, la tecnologia è talmente avanti che con poco più di un centinaio di euro è possibile prendere una buona macchina.
A titolo aneddotico vi allego con affetto la mia prima stampante 3D, una (molto probabilmente) copia di una Anet A8 che, pur avendola pagata 70 euro, faceva il suo sporco lavoro, tanto che sono riuscito a stampare alcuni modelli che poi ho lasciato a scuola come prompt per la spiegazione.
Appena sarà possibile nella home di questo sito metterò dei link sotto “il mio materiale” per darvi un’idea di cosa uso e ho usato io.

Anet A8 in funzione con i PTN in sottofondo perchè sì.

Bene, e per oggi è tutto, ora sapete cos’è la stampa 3d, come funziona nella pratica e se è costosa. Al prossimo articolo!!!
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