Che cos'è una stampante 3D

Una delle aree più promettenti nel mondo moderno è la creazione di oggetti tridimensionali utilizzando la stampa 3D. La tecnologia di stampa consente di creare prodotti piuttosto complessi e dettagliati. Oggi, l'uso della stampa tridimensionale è possibile non solo nei siti di produzione, ma anche a casa; per questo è sufficiente acquistare una stampante 3D.

Che cos'è una stampante 3D?

Una stampante tridimensionale è un dispositivo in grado di formare oggetti basati su modelli 3D digitali creati. I prodotti sono ottenuti stratificando il materiale. Le resine termoplastiche e fotopolimeriche vengono utilizzate come base, ma con lo sviluppo della tecnologia aumenta la quantità di materiali utilizzati nel ruolo delle materie prime.

La procedura per la fabbricazione di prodotti è simile alla seguente:

1. Il processo di creazione di un modello 3D, ad es. un'immagine visiva del futuro prodotto è in fase di sviluppo con la conservazione di tutte le proporzioni. Il modello viene creato utilizzando un software specializzato.
2. Dopo aver creato il modello, è necessario elaborare il file. L'elaborazione comporta la conversione di un file in un codice digitale che divide l'intero modello in più livelli paralleli. Pertanto, vengono generati comandi per il dispositivo 3D, che distribuisce il materiale alla creazione dell'oggetto.
3. La fase finale è la stampa 3D del prodotto, ovvero il processo di creazione di prodotti attraverso la stratificazione del materiale. Il processo viene eseguito utilizzando una testina di stampa (estrusore), che si sposta lungo gli assi 0Y e 0X, ad es. il materiale viene alimentato solo lungo il piano orizzontale secondo il codice del programma del livello. Per applicare il livello successivo, l'estrusore si sposta lungo una guida verticale (lungo l'asse 0Z) a una distanza pari alla dimensione del livello. Successivamente, il successivo livello orizzontale inizia ad essere applicato.

FAQ: Il processo di stampa può variare a seconda della tecnologia di produzione, ma il processo generale di creazione dei prodotti consiste nella stratificazione del materiale.

Tipi di stampanti 3D

I dispositivi sono divisi in base all'unicità del processo di stampa, ad es. dalla tecnologia utilizzata. I metodi di stampa più comuni sono FDM (Fused Deposition Modeling / Direction Modeling) e SLA (stereolitografia laser / stereolitografia laser)

La tecnologia di modellazione direzionale è uno dei primi metodi di stampa ad apparire. Per la fabbricazione di oggetti utilizzati termoplastici sotto forma di raggi avvolti o fili sulla bobina. Il metodo di stampa è il seguente:

1. La bobina o filo è installato in un estrusore. Sotto l'azione del dispositivo di riscaldamento, il materiale inizia a fondere e attraverso il canale entra nella superficie di lavoro.
2. L'estrusore esegue il movimento alle coordinate indicate conformemente al codice digitale. La produzione avviene in strati relativi al piano orizzontale.
3. Nella fabbricazione di prodotti complessi sono stati utilizzati due materiali: principale e ausiliario. Il prodotto viene creato utilizzando il materiale di base. Il materiale ausiliario ha lo scopo di creare supporti temporanei, nonché di riempire lo spazio vuoto del prodotto. perché la stampante non è in grado di stampare un oggetto nell'aria senza alcun motivo.

FAQ: Il materiale ausiliario viene successivamente rimosso con un solvente speciale o può essere facilmente rimosso.

I prodotti realizzati con la tecnologia FDM hanno una buona resistenza meccanica e chimica. Tali proprietà sono raggiunte attraverso l'uso della classe di produzione termoplastica. Inoltre, questa tecnologia è facile e adatta per l'uso in condizioni domestiche.

La tecnologia SLA o la stereolitografia stampa i prodotti utilizzando resine fotopolimeriche liquide, che si congelano sotto l'influenza di una fonte di energia sotto forma di un laser. Con questo metodo, i prodotti hanno un'elevata precisione (fino a 15 micron). La stampa degli oggetti è la seguente:

1. La superficie di lavoro viene abbassata in un contenitore con un liquido fotopolimerico a una profondità di uno strato;
2. La fonte di energia (laser) taglia la forma dell'oggetto secondo le coordinate indicate dell'oggetto;
3. Il processo di polimerizzazione procede a seguito della quale si verifica la solidificazione nei punti di contatto;
4. La procedura viene ripetuta per ogni strato fino alla fabbricazione dell'oggetto;
5. Dopo la produzione, il modello viene immerso in un contenitore con una soluzione speciale per la pulizia da elementi ausiliari;
6. La fase finale è l'irradiazione ultravioletta per accelerare il processo di formazione del prodotto.

La stereolitografia è una delle tecnologie più moderne, ma necessita di materiali costosi. Esistono anche tipi di stampa meno noti:

SlS (sinterizzazione laser selettiva) il principio di creazione di un oggetto è alimentare un sottile strato di materiale sotto forma di polvere sull'area di lavoro, che viene sinterizzata sotto l'azione di un laser. I principali vantaggi di questo metodo sono l'assenza della necessità di utilizzare elementi ausiliari, ma richiede un trattamento termico aggiuntivo. Non prevede l'utilizzo in condizioni domestiche.

EBM (fusione del fascio di elettroni). La tecnologia è simile alla sinterizzazione laser selettiva, ma il prodotto viene creato nel vuoto e non richiede un trattamento termico aggiuntivo.

Con la stampa 3D può essere attribuita la penna 3D. Il principio del suo funzionamento è simile alla tecnologia FDM, ma ha un aspetto più piccolo e viene utilizzato per creare disegni con un effetto tridimensionale.

Cosa può fare una stampante 3D?

La stampa tridimensionale oggi è utilizzata in quasi tutte le sfere della vita. Ci sono esempi di creazione di piatti culinari usando la stampa 3D. Vengono creati dettagli di qualsiasi complessità per strutture più complesse in tutti i settori. Ma l'area più rilevante e necessaria è ancora la medicina.

Diverse aziende stanno sviluppando imitatori organici che possono praticamente sostituire i tessuti naturali. Inoltre, la stampa 3D consente di aiutare nell'ambiente protesico delle articolazioni. L'uso più comune della produzione tridimensionale è stato ricevuto in odontoiatria. Oltre alle protesi, le stampanti vengono utilizzate per creare organi simulati. Le possibilità della stampa tridimensionale aumentano ogni giorno e diventano più accessibili.

Le stampanti 3D aiutano non solo le persone, ma anche gli animali. Uno dei casi noti è la creazione di un guscio di tartaruga, che è stato ferito in un incendio boschivo. Pertanto, un nuovo guscio ha salvato la vita di un animale e ci sono molti casi del genere. Un altro caso unico è la gamba protesica per un elefante. L'unicità del caso sta nel fatto che le protesi per l'elefante non sono praticamente realizzate a causa del grande peso dell'animale.

La moderna tecnologia di stampa ti consente di creare anche un intero edificio. Durante la costruzione di una piccola casa (37 mq), i ricercatori hanno trascorso solo 24 ore e si è rivelato due volte più economico del solito metodo.