Una guida completa alle tecnologie di stampa 3D

La stampa 3D sta rivoluzionando le nostre vite, proprio come le automobili una volta trasformarono i trasporti e internet rimodellarono la diffusione delle informazioni. Sei pronto ad abbracciare questo cambiamento e comprendere la tecnologia di stampa 3D ora?

Che cos'è la stampa 3D?

Innanzitutto, cerchiamo di capire cosa sia la stampa 3D.

Puoi paragonare la stampa 3D alla cottura di una torta. Mescolate tutti gli ingredienti insieme e metteteli su una teglia da forno. Una volta che il materiale si solidifica, hai una torta. Analogamente, la stampa 3D forma un oggetto solido aggiungendo materiale strato per strato.

La stampa 3D, nota anche come additive manufacturing, utilizza file di modelli digitali e una stampante per impilare strati di materiali speciali come plastica o metallo in polvere, costruendo direttamente forme complesse. La gamma di materiali utilizzati nella stampa 3D è vasta, dalla plastica, ceramica, metalli e persino tessuti biologici, per soddisfare una varietà di esigenze.

Quali tipi di tecnologie di stampa 3D esistono?

Quindi, quali tipi di tecnologie di stampa 3D esistono?

Esistono numerosi tipi di tecnologie di stampa 3D, che possono essere categorizzate in base al tipo di materiale utilizzato e al processo coinvolto. Questi includono la stampa 3D a base di estrusione, resina, polvere e jetting, come segue:

1. Stampa 3D basata sull'estrusione

Questi metodi utilizzano un materiale (solitamente filamento termoplastico) che viene riscaldato ed estruso attraverso un ugello. Il materiale indurisce al raffreddamento, formando un oggetto 3D. La più tipica di queste è la stampa FDM (Fused Deposition Modeling).

● Fused Deposition Modeling (FDM): Questa è una delle tecnologie di stampa 3D più comuni. Estrude il filamento termoplastico, lo riscalda al suo punto di fusione e lo estrude strato dopo strato per creare un oggetto tridimensionale. I popolari video online di case stampate 3D utilizzano la tecnologia FDM. Questa tecnologia è ampiamente utilizzata per la produzione di prototipi, la produzione di parti e la produzione di beni di consumo. LEGO, ad esempio, utilizza FDM per creare prototipi di nuovi mattoncini.

Attualmente, la tecnologia di stampa 3D FDM è abbastanza matura e la precisione e la velocità di stampa delle corrispondenti stampanti FDM stanno migliorando continuamente. La stampante 3D FDM ad alta precisione HPRT F210 ne è un ottimo esempio.

Questa stampante 3D dispone di un corpo integrato interamente in metallo e utilizza pulegge a forma di V per movimenti regolari e stabili, bassa rumorosità e resistenza all'usura, garantendo una lunga durata. La piastra riscaldante utilizza una piattaforma in vetro reticolato di alta qualità con forte adesione, impedendo al modello stampato di deformarsi e consentendo una rapida rimozione manuale del modello.

La stampante 3D F210 ha un sistema di protezione intelligente che supporta la continuazione dello spegnimento, eliminando le preoccupazioni di interruzioni inaspettate durante il processo di stampa, risparmiando tempo, materiali e tranquillità. Viene inoltre fornito con uno schermo di visualizzazione dell'interfaccia utente con un design interattivo facile da usare, rendendo le impostazioni di funzionamento semplici e i progressi di stampa chiari a colpo d'occhio, consentendo ai principianti di iniziare rapidamente.

La stampante 3D HPRT F210 è compatibile con una varietà di filamenti come PLA, TEPG e TPU. Offrendo un'elevata precisione di stampa fino a ±0,2 mm, questa stampante offre una qualità eccezionale ad un ottimo rapporto qualità-prezzo. Come stampante 3d hobby, è perfetta per creare mestieri personalizzati. Ci sono numerosi modelli di stampante 3D disponibili online per il download gratuito, basta seguire la guida per importare il modello nel computer, e la stampante 3D F210 può stampare il lavoro della vostra immaginazione.

2. Stampa 3D in resina

Queste tecnologie di stampa utilizzano principalmente resina fotosensibile come materiale. Quando la resina fotosensibile è esposta a uno specifico tipo di luce (solitamente luce ultravioletta), subisce una reazione di indurimento. In questo modo, la resina può essere impilata e solidificata strato dopo strato per produrre oggetti solidi. I tipi comuni includono le tecnologie di stampa 3D stereolitografia (SLA) e Liquid Crystal Display (LCD).

● Stereolitografia (SLA): SLA è la prima tecnologia di stampa 3D. Utilizza principalmente la caratteristica della resina fotosensibile liquida per solidificare rapidamente sotto l'irradiazione di un raggio laser ultravioletto. Sotto controllo del computer, il raggio laser scansiona la superficie liquida, facendo solidificare l'area scansionata della resina e formare un sottile strato di resina. Ripetendo questo processo, si forma l'intero prodotto.

La tecnologia SLA pricipalmente è utilizzata per fabbricare vari stampi e modelli. Può anche essere utilizzato per la colata di precisione aggiungendo altri componenti alle materie prime. Il pezzo in lavorazione dopo la stampa necessita di post-elaborazione, come forte irradiazione luminosa, galvanizzazione, verniciatura o colorazione, per ottenere il prodotto finale. I prodotti stampati SLA hanno alta precisione e buoni effetti di trattamento superficiale, rendendoli molto adatti per la realizzazione di modelli pregiati come modelli dentali e gioielli.

● Stampa 3D di visualizzazione a cristalli liquidi (LCD): Questa è una tecnologia di stampa 3D emergente. Utilizza un pannello di cristallo liquido come fonte luminosa. Controllando gli interruttori pixel sul pannello a cristallo liquido, la luce della sorgente luminosa UV viene proiettata sulla resina fotosensibile in una forma preimpostata, facendola solidificare e formare un modello. La tecnologia di stampa 3D LCD è popolare per la sua alta efficienza e basso costo ed è ampiamente utilizzata in settori quali l'odontoiatria, i gioielli e la produzione di giocattoli.

3. Stampa 3D in polvere

Questi metodi utilizzano materiali in polvere, fusi selettivamente o legati insieme. Le principali tecnologie di stampa attualmente includono la sinterizzazione laser selettiva (SLS), la fusione laser selettiva (SLM) e la fusione del letto di polvere (3DP).

● Sinterizzazione laser selettiva (SLS): SLS utilizza un laser per sinterizzazione del materiale in polvere, combinandolo per creare una struttura solida. Viene spesso utilizzato con nylon e può produrre parti ad alta resistenza e forme geometriche complesse. SLS è comunemente usato nell'industria aerospaziale e automobilistica per produrre parti funzionali. BMW, ad esempio, utilizza la tecnologia di stampa 3D SLS per produrre parti per le proprie auto.

● Melting laser selettivo (SLM): Questa tecnologia di stampa 3D è utilizzata principalmente per materiali in polvere metallica. Il suo principio di funzionamento è quello di utilizzare un raggio laser ad alta energia per scansionare il letto di polvere, fondendo la polvere metallica strato per strato secondo i dati della sezione trasversale del modello CAD, formando un oggetto solido tridimensionale. Questo metodo può produrre parti con forme geometriche complesse e strutture interne, adatte a vari settori come aerospaziale, automobilistico, medico e manifatturiero.

Rispetto ad altre tecnologie di stampa 3D in polvere, SLM è in grado di creare parti con maggiore densità e proprietà meccaniche superiori, rendendolo molto utile per applicazioni che richiedono elevata resistenza e durata. Tuttavia, a causa dei laser ad alta energia coinvolti nel processo di stampa SLM, i costi delle apparecchiature, le difficoltà operative e i problemi di sicurezza sono relativamente significativi.

● Powder Bed Fusion (3DP): 3DP è una tecnologia di stampa 3D che utilizza un letto di polvere e un legante. Spruzza un legante sul letto di polvere, legando le particelle di polvere insieme per formare uno strato solido. Quindi, viene aggiunto un nuovo strato di polvere e questo processo viene ripetuto fino a quando la stampa è completa. La tecnologia 3DP è ampiamente utilizzata in architettura, arte e biomedicina grazie alla sua capacità di stampare parti con strutture interne complesse.

Attualmente, c'è stata qualche svolta nella stampa 3D del getto del legante della lega di alluminio. In futuro, questa tecnologia dovrebbe essere utilizzata per la stampa 3D di parti per auto elettriche, aerei elettrici, ecc.

4. Jetting 3D Printing

Questi metodi pricipalmente realizzano la stampa gettindo fuori gocce di materiale solidificato dalla testa di stampa. Le principali tecnologie includono la stampa 3D PolyJet, ColorJet Printing (CJP), MultiJet Printing (MJP) e Multi Jet Fusion (MJF).

● Stampa 3D PolyJet: la tecnologia PolyJet è simile alle stampanti per documenti a getto d'inchiostro, spruzzando strati di fotopolimeri liquidi sul vassoio di costruzione, che vengono poi immediatamente curati dalla luce ultravioletta, accumulando lentamente strato per strato fino a quando non viene costruito un modello 3D completo. Questo metodo viene spesso utilizzato per creare prototipi dettagliati, stampi e persino modelli multicolor. Attualmente, alcune aziende di calzature utilizzano la stampa 3D PolyJet per creare prototipi dettagliati e realistici di scarpe.

● ColorJet Printing (CJP) e MultiJet Printing (MJP): CJP e MJP sono due metodi di stampa 3D che utilizzano la tecnologia jetting. CJP utilizza un letto di polvere e legante colorato, consentendo la stampa di parti a colori. MJP può lanciare più materiali contemporaneamente, creando parti composite con proprietà fisiche diverse. Entrambe le tecnologie sono popolari per la loro alta precisione e buona qualità superficiale e sono ampiamente utilizzate nella produzione di prototipi, nell'istruzione e nella creazione artistica.

● Multi Jet Fusion (MJF): Sviluppato da HP, MJF utilizza polvere a grana fine e lo combina con un legante. Quindi, viene applicato un agente di dettaglio, che, se combinato con il calore, solidifica la parte. MJF è noto per la sua velocità e capacità di produrre parti geometriche complesse, ed è spesso utilizzato nell'industria automobilistica e dei beni di consumo. Per esempio, BMW utilizza MJF per produrre parti per le proprie auto.

Il potenziale di sviluppo della tecnologia di stampa 3D è infinito. Che si tratti di medicina, architettura, istruzione, arte e design, la stampa 3D apre nuove possibilità. In questo processo, i produttori di stampanti 3D come HPRT stanno continuamente innovando, impegnandosi a sviluppare prodotti di stampa 3D più efficienti e precisi per soddisfare le esigenze di diversi settori. Abbiamo tutte le ragioni di credere che il futuro della stampa 3D sarà ancora più ampio.