Una introduzione alla fabbricazione additiva usata come tecnologia delle stampanti 3D anche presenti al FabLab Pavone - Torino. Punto di interesse e di studio per scuole medie, superiori ed università, abbiamo anche fatto un Corso di Stampa 3D e modellazione. Contattaci per ulteriori informazioni.
Articoli redatti dalla nostra tirocinante.
Estate settembre e ottobre 2020
La fabbricazione additiva FA (comunemente conosciuta come stampa 3D) è una tecnologia molto recente, nata solo negli anni '80 e ancora in totale scoperta ed evoluzione. Le possibili tecnologie e i materiali utilizzabili sono moltissimi, dal polimero al metallo, dall'alluminio al titanio e anche oro e cioccolato. Si sviluppa in tantissimi settori grazie alla sua flessibilità, leggerezza dei pezzi e libertà geometrica permessa; ambiti come aerospazio, motorsport o gioielleria.
image credits: Research Gate e Freelabster
La stereolitografia è stata la primissima tecnologia additiva: inventata da Hull nel 1984, che ha aperto la strada a tutte le tecnologie additive oggi conosciute.
Viene usata una resina termoindurente liquida che viene solidificata per reazione chimica quando colpita da una sorgente laser: quest’ultima non è però sufficiente per una completa solidificazione, e il pezzo dovrà quindi poi passare dentro ad un forno UV. La piattaforma su cui poggia il pezzo può muoversi o verso l’alto o verso il basso.
Le tecnologie a letto di polvere funzionano con polveri polimeriche o metalliche. Lo strato di polvere viene steso sulla piattaforma, dove una sorgente laser (generalmente CO2 o Nd-Yag) o elettronica fonde le polveri; la piattaforma si abbassa, un nuovo strato viene depositato e si prosegue fino al completamento della parte.
Hanno strati molto sottili (il più sottile ce l’ha SLM, che usa polveri con un diametro non superiori ai 0,05 mm per uno strato di massimo 0,04 mm), per cui la superficie finale risulta estremamente buona.
Ci sono tre tipologie principali di tecniche a letto di polvere:
credit: Research Gate
La FUSED DEPOSITION MODELING (FDM) è la più nota tra le tecnologie additive. È esattamente la stampante 3D cartesiana che tutti abbiamo in mente, la low cost per eccellenza, quella che tra qualche anno (forse) tutti avranno in casa.
La FDM è una tecnologia che sfrutta un’ampissima gamma di materiali polimerici, dal comune PLA a materiali più performanti come ABS e ULTEM. La scelta di questi materiali ricade nel fatto che sono in grado di fondersi ad alte temperature (intorno ai 200°C) ma non troppo elevate, sono malleabili fusi e, una volta raffreddati, mantengono la loro forma stampata e sono resistenti alle sollecitazioni meccaniche (come graffi o cadute di bassa entità).
credit: 3D Printing creative
Per usare una stampante 3D bisogna per prima cosa progettare e disegnare la parte voluta con un software CAD o di modellazione tridimensionale. Questo, per poter essere letto dai software per la messa in macchina, dovrà, nella maggior parte dei casi essere convertito in formato .stl. La sigla STL è interpretabile in vari modi, Solid-To-Layers o Standard Triangulation Language. Serve per tradurre le informazioni del CAD in un modello chiamato SHELL (a conchiglia), approssimando cioè tutte le superfici in triangoli che ne seguono il profilo. Ovviamente questa conversione genera degli errori. Un esempio di errore è il cosiddetto errore di sfaccettamento, dove le superfici 3D molto complesse e particolari perdono di qualità nel passaggio a guscio 2D: l’errore generato da questa differenza si chiama errore cordale (brevemente ec).
