La stampa 3D, nota anche come prototipazione rapida, è una tecnologia additiva che consente la realizzazione di oggetti tridimensionali partendo da un modello CAD 3D. Utilizzando la produzione additiva, questo processo costruisce il pezzo strato dopo strato, offrendo una grande flessibilità nella progettazione e nella produzione di componenti complessi.
Evoluzione della Stampa 3D
Dal suo sviluppo iniziale nel 1986, la stampa 3D ha subito una notevole evoluzione, diversificandosi in numerose tecniche e materiali. Oggi, esistono molteplici tecnologie di stampa e una vasta gamma di materiali con caratteristiche meccaniche e fisiche variegate, che possono essere utilizzati sia singolarmente che in combinazione. Questa evoluzione ha portato alla diffusione della stampa 3D in molti settori, tra cui l'industria, la medicina e l'ambito domestico.
Tecnologie di Stampa 3D
Le stampanti 3D moderne sono generalmente più rapide, affidabili e facili da usare rispetto alle tecnologie di produzione sottrattiva. Offrono la possibilità di stampare e assemblare parti composte da diversi materiali con proprietà fisiche e meccaniche differenti in un singolo processo di costruzione. Le tecnologie avanzate di stampa 3D producono modelli che replicano con alta fedeltà l'aspetto e le funzionalità dei prototipi progettati.
Metodo FDM (Fused Deposition Modeling)
Il metodo FDM (Fused Deposition Modeling) è uno dei più comuni nel campo della stampa 3D. Questo processo utilizza un ugello per depositare un polimero fuso strato dopo strato, creando la geometria desiderata. I polimeri più utilizzati con il metodo FDM includono:
- PLA (Acido Polilattico): Estruso a una temperatura di fusione tra 180 °C e 220 °C, il PLA è noto per la sua facilità d'uso e per non emettere fumi nocivi durante la fusione. Tuttavia, è meno resistente alle alte temperature e più fragile rispetto all'ABS.
- ABS (Acrilonitrile Butadiene Stirene): Estruso a temperature comprese tra 220 °C e 250 °C, l'ABS offre una maggiore resistenza termica e flessibilità, ma può emettere fumi potenzialmente dannosi durante il processo di stampa.
Risoluzione e Precisione
La risoluzione nella stampa 3D si misura in due dimensioni principali: lo spessore degli strati e la risoluzione X-Y. Lo spessore degli strati, tipicamente intorno ai 100 micrometri (0,1 mm), influisce direttamente sulla qualità della superficie del pezzo finito. La risoluzione X-Y è simile a quella delle stampanti laser e determina la precisione con cui vengono depositati gli strati. Le risoluzioni più alte, come 0,05 mm o 0,1 mm, producono dettagli più fini ma richiedono più tempo di stampa rispetto a risoluzioni più basse, come 0,3 mm o 0,4 mm.
Infill (Riempimento)
Un aspetto cruciale della stampa 3D è l’infill, ovvero il riempimento interno dell'oggetto. Questo reticolato strutturale può essere realizzato in vari schemi, come il rectilinear (a griglia) o l'honeycomb (a nido d'ape). La percentuale di infill determina la robustezza e il peso del pezzo stampato: una percentuale alta (fino al 100%) garantisce una maggiore solidità, ma comporta un maggior consumo di materiale e tempo di stampa. Una percentuale più bassa riduce i costi e il tempo di produzione, mantenendo una buona resistenza per molte applicazioni. Tipicamente, una percentuale di infill tra il 20% e il 25% offre un buon equilibrio tra robustezza e risparmio di materiale.
