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Tutte le tecniche di stampa 3D per materializzare le tue idee

La stampa 3D è la rivoluzionaria tecnologia che permette di dar vita ad oggetti tridimensionali, di ogni genere e in diversi materiali, sulla base di un modello digitale in 3D creato con appositi software per poter essere realizzato tramite un processo di produzione additiva (ovvero uno strato sopra l’altro). La Giusa Next in Sicilia ci presenta le varie tecnologie di Stampa 3D.

Grazie all’elevata qualità, precisione e rapidità nella produzione di prototipi e oggetti tridimensionali anche complessi, la tecnologia di stampa 3D sta rivoluzionando il concetto di produzione. Le potenzialità di applicazione e sviluppo sono pressoché infinite. Le stampanti 3D offrono a privati e aziende di ogni settore o dimensione un mondo di possibilità per la materializzazione di idee e progetti.

Ma come funzionano le stampanti 3D? Quali sono i processi di stampa? Cosa possono fare esattamente? Quali sono i campi di applicazione della stampa 3D e i materiali utilizzabili?

Se vuoi scoprire tutto quello che c’è da sapere sulla stampa 3D, sei nel posto giusto.

Cominciamo!

 

Stampa 3D professionale Sicilia - La Giusa Next - FabLab Sicilia

Stampa 3D professionale Sicilia – La Giusa Next – FabLab Sicilia

 

Che cos’è e come funziona la stampa 3D?

La tecnologia di stampa tridimensionale rappresenta un’evoluzione della prima stampante in 2D: non si limita ad imprimere immagini e parole su un foglio tramite inchiostro ma permette di materializzare, creare nel mondo reale, strato dopo strato, oggetti tridimensionali in vari materiali, grazie alla modellazione parametrica. Questo processo avviene sostanzialmente in tre step:

  1. Per poter realizzare un oggetto attraverso una stampante 3D è necessario innanzitutto creare un modello digitale 3D dello stesso. Questa fase di progettazione è fondamentale.  Vi sono due possibilità:
  2. Una volta creato, il file con il modello 3D viene prima suddiviso in una serie di porzioni in sezione trasversale (salvandolo in formato STL), poi caricato in uno degli appositi software che permettono di impostare i parametri di stampa e infine mandato in stampa;
  3. Nel giro di alcuni minuti la stampante 3D da vita all’oggetto virtuale sovrapponendo in maniera ordinata sottilissimi strati (da 0,05 a 0,1 mm) del materiale prescelto. Da qui il nome di processo di produzione additiva. Ecco un esempio di progetto 3D realizzato recentemente nei nostri laboratori La Giusa Next in Sicilia https://www.lagiusanext.it/gallery/riproduzione-di-villa-santandrea/

 

Stampa 3D professionale Sicilia - La Giusa Next - FabLab Sicilia

 

Cosa si può fare con la stampa 3D? Quali vantaggi offre?

La portata rivoluzionaria della tecnologia 3D printing consiste nella possibilità di essere applicata nelle attività e nei settori più disparati.

Certamente il tradizionale e forse più ampio ambito di applicazione è quello industriale, per la progettazione,  la prototipazione veloce e la produzione personalizzata. Le tecnologie di stampa tridimensionale infatti consentono in qualsiasi momento la realizzazione di progetti diversi, anche complessi, in tempi rapidi, con l’impiego di un unico strumento e con ampie possibilità di personalizzazione.  Il tutto, mantenendo elevati standard qualitativi.

I vantaggi della stampa 3D sono diversi:

  • molti costi fissi scompaiono (un solo macchinario, tantissime possibilità di utilizzo) e i costi variabili di produzione diminuiscono
  • la produzione diventa flessibile e veloce
  • produrre singole unità o quantitativi contenuti e personalizzati diventa semplice e conveniente
  • i tempi di produzione di prototipazione si riducono notevolmente

Ma c’è molto di più.

Oggi le tecnologie di stampa tridimensionale si diffondono sempre più all’interno di aziende di ogni settore e dimensione. La stampa 3D ha già trovato applicazione in campo aerospaziale, edile, meccanico e automobilistico, medico, didattico, alimentare, moda, calzoleria, gioielleria, architettura, design e molto altro, grazie alla possibilità di prototipazione rapida.

 

Stampa 3D professionale Sicilia - La Giusa Next - FabLab Sicilia

 

Qualche esempio?

  • In medicina è possibile stampare protesi di ogni genere e su misura
  • In farmacologia si possono realizzare farmaci standard e personalizzati
  • In campo meccanico, in fase di progettazione, le componenti di un motore possono essere toccate con mano e analizzate nel dettaglio. Inoltre è possibile produrre ingranaggi e pezzi di ricambio ad hoc
  • In architettura ed edilizia la realizzazione di modelli realistici e durevoli diventa un gioco da ragazzi
  • Nell’ambito dell’arte, del design e della moda la creatività non ha più limiti e la realizzazione di prototipi è semplice, veloce ed economicamente accessibile
  • In campo alimentare è possibile stampare decorazioni per dolci e torte, pasta e chissà cos’altro
  • Ne trae vantaggio anche la ricerca scientifica in vari settori: ricostruzione di fossili antichissimi (paleontologia); replica di manufatti e reperti storici (archeologia); costruzione di tessuti, interi organi e parti del corpo (biotecnologia); solo per citarne alcuni.

In più, oggi assistiamo ad un vera e propria democratizzazione della tecnologia di stampa tridimensionale che, sempre più efficiente ed economicamente accessibile, inizia a diffondersi anche in ambito domestico e hobbistico: si tratta delle cosiddette stampanti 3D “desktop”. È chiaro che si tratta di apparecchiature meno sofisticate rispetto alle stampanti professionali: queste ultime hanno potenzialità decisamente superiori e permettono di lavorare vari materiali ottenendo una resa ed un livello di precisione sicuramente maggiori. Ecco perché, per progetti importanti, è sempre meglio rivolgersi a dei professionisti.

Insomma, una tecnologia davvero straordinaria, dalle potenzialità infinite: probabilmente, la capacità di immaginazione umana ne rappresenta l’unico vero limite di applicazione.

Quali materiali possono essere utilizzati con le stampanti 3D?

I materiali utilizzabili per la stampa tridimensionale sono tantissimi. La scelta del materiale e della sua forma (in granuli, resine, filamenti, polveri…) dipenderà dal tecnologia di stampa 3D a disposizione, ovvero dalla tecnica di produzione additiva utilizzata.  Scegliere il materiale più adatto al progetto da realizzare è importantissimo.

Si possono individuare 4 principali categorie di materiali maggiormente impiegati per la stampa tridimensionale.

1. Materiali e polimeri termoplastici

Sono molti e probabilmente i più diffusi in questo ambito, anche per via del costo contenuto. Citeremo i più utilizzati.

Il Nylon è flessibile e molto resistente; se mixato con l’alluminio da vita all’Alumide, materiale per la Stampa 3D caratterizzato da un’elevata porosità. Il PLA (PolyLactic Acid) è un derivato dell’amido di mais, ottimo in quanto economico e biodegradabile, seppur meno resistente di altri materiali (scopri al link https://www.lagiusanext.it/gallery/modello-in-scala-allestimento-presso-palazzo-cafisi/ cosa abbiamo creato con questo materiale per un progetto in Sicilia); se mixato con la segatura di legno da vita ad un materiale di stampa tridimensionale dall’effetto legno, il Laywood.

Vi è poi l’ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), più rigido, leggero e resistente alle sollecitazioni meccaniche rispetto al PLA, ; non è biodegradabile ma è riciclabile (ecco un esempio https://www.lagiusanext.it/gallery/stampe-3d-in-abs-per-sistema-satellitare-portatile/)

Questi materiali plastici vengono utilizzati prevalentemente in forma di filamenti con diametro che varia da 1.75 a 3 mm e sono disponibili in diversi colori o in versione neutra.

 

2. Materiali metallici e leghe metalliche

Generalmente disponibili in polvere. I più diffusi sono acciaio inossidabile, alluminio, Cromo, Cobalto, oro, argento, o, per chi ha bisogno di maggiore resistenza, titanio.

 

3. Carta e ceramica

La carta è un materiale economico, facile da reperire e riciclabile. Sulla ceramica invece c’è da ricordare che, in seguito alla stampa 3D, gli oggetti necessitano comunque di cottura in forno apposito e di smaltatura.

 

4. Sostanze alimentari

In tempi recenti le tecnologie di stampa tridimensionale sono state applicate anche in ambito alimentare. Zucchero e cioccolato sono gli ingredienti più utilizzati mentre si inizia a sperimentare la stampa di pasta e carne.

E non finisce qui.

Grazie alle innovazioni tecnologiche unite alla creatività e alla voglia di sperimentare le potenzialità della tecnologia di stampa 3D, la lista dei materiali utilizzabili cresce ogni giorno di più.

Quali sono le tecnologie di stampa 3D a disposizione?

Ad oggi, le tecnologie di stampa tridimensionale sono molte e si differenziano tra loro in base al metodo di stampa utilizzato e ai materiali utilizzabili. Ognuna di esse presenta vantaggi e limiti differenti in termini di costi, velocità, opzioni di stampa (formati, materiali, colori, risoluzione) ecc.

Ecco una carrellata delle principali tecnologie di stampa 3D attualmente disponibili:

 

FDM (Fused Deposition Modeling)

La più diffusa, in quanto rapida ed economica rispetto alle altre, è sicuramente la stampa a deposizione fusa o FDM (Fused Deposition Modeling) in cui un ugello scalda (fonde) il materiale e lo deposita, strato dopo strato, dando vita all’oggetto. I materiali utilizzati in questo caso sono principalmente quelli termoplastici (PLA, ABS, Laywood…). È questa la tecnica di base utilizzata dalla maggior parte delle stampanti 3D destinate al grande pubblico.

 

SLS (Selective Laser Sintering)

Più raffinata è la tecnica SLS (Selective Laser Sintering) che, tramite laser, opera una fusione selettiva (sinterizzazione) del materiale (leghe metalliche, ceramica o materiali termoplastici) in sottili strati granulari. La qualità e la precisione della resa finale è superiore alla FDM e i costi del materiale sono chiaramente più elevati. Lo stesso metodo di stampa caratterizza la tecnica DMLS (Direct Metal Laser Sintering) con la differenza che quest’ultima permette la lavorazione dei materiali metallici, garantendo in tempi brevi un livello di dettaglio molto accurato.

 

SLM (Selective Laser Melting)

Altra tecnica per la stampa tridimensionale di materiali metallici è la SLM (Selective Laser Melting); in questo caso il metallo non viene sinterizzato ma fuso totalmente tramite un laser molto potente. Il vantaggio principale che ne deriva risiede nella maggiore resistenza degli oggetti realizzati.

 

Stereolitografia (SLA)

La stereolitografia (SLA) è una tecnica di fotopolimerizzazione per la solidificazione di resine liquide attraverso una sorgente laser. Anche la DLP (Digital Light Processing) funziona alla stessa maniera, ma utilizzando proiettori LED o LCD. Entrambe consentono un buon livello di precisione.

Nella stampa tridimensionale a getto d’inchiostro una testina inkjet stampa su materiali granulari (polveri o resine) utilizzando il getto d’inchiostro e un legante colorato o non. Permette di realizzare oggetti in vari colori, in tempi brevi e con finiture accurate, ma non particolarmente resistenti.

 

LOM (Laminated Object Manufactoring)

Un’altra tecnica prende il nome di LOM (Laminated Object Manufactoring) e si basa su un sistema di laminazione del materiale attraverso sistemi di taglio tangenziale o laser; i sottili strati vengono poi sezionati e resi un tutt’uno.

Per le porzioni di oggetti particolarmente sottili (meno di 100 mm) invece si utilizza la fotopolimerizzazione a due fotoni in cui un materiale in forma di gel viene solidificato attraverso un raggio laser.

Tante tecniche per un unico obiettivo: materializzare nel mondo reale le nostre idee.

 

Quali prospettive per il futuro?

La stampa tridimensionale rappresenta sicuramente una tecnologia rivoluzionaria dalle innumerevoli potenzialità, molte delle quali restano ancora inespresse.

La stampa 3D può ancora sorprenderci!

Il mercato delle stampanti tridimensionali è può essere destinato a crescere, tanto in ambito domestico quanto in ambito professionale.

Le inarrestabili innovazioni tecnologiche incrementeranno con molta probabilità l’efficienza, l’efficacia e l’accessibilità delle tecnologie di stampa 3D e renderanno possibile l’utilizzo di materiali ancora non considerati.  Questo agevolerà e suggerirà naturalmente nuovi campi di applicazione.

Una vera rivoluzione del concetto di produzione.

Se anche tu desideri dare vita ad una tua idea grazie alla stampa 3D in Sicilia, chiedi informazioni a info@lagiusanext.it

Hai dubbi, curiosità o vuoi semplicemente condividere con noi le tue opinioni? Lascia un commento, ne saremo felici!

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