La stampa 3D è uno dei regali straordinari della tecnologia che ci consente di stampare modelli tridimensionali di vari oggetti. Il processo di stampa 3D è stato vantaggioso in diversi settori. Tuttavia, quanto comprendiamo veramente della stampa 3D? Se vuoi saperne di più su questo affascinante argomento, non cercare oltre. Ecco tutto ciò che devi sapere sulla stampa 3D.
Cos'è la stampa 3D?
La stampa 3D è un processo innovativo additivo che prevede la deposizione di materiali strato dopo strato per formare oggetti tridimensionali utilizzando un file digitale. Nel processo di stampa 3D, fino a quando l'oggetto desiderato non è completamente formato, la 'stampa 3D' deposita strati sequenziali di materiali.
Come funziona la stampa 3D
Proprio come le stampanti tradizionali, le stampanti 3D utilizzano varie tecnologie, e la più comune è conosciuta come modellazione a deposizione fusa (FDM). Sebbene vengano utilizzate diverse tecnologie per la stampa 3D, il processo di stampa 3D di solito comporta tre fasi: creare un modello digitale, prepararlo utilizzando software di progettazione assistita da computer (CAD) e poi stamparlo strato per strato utilizzando una stampante 3D.
A seconda delle tecniche, le stampanti 3D possono utilizzare materiali diversi, inclusi ma non limitati a
(Acciaio inossidabile, saldatura, alluminio e titanio, tra gli altri), plastica e polimeri (inclusi compositi che combinano plastica con metalli, legno e altri materiali); ceramiche, gesso, vetro, ecc.
Diversi Tipi di Stampanti 3D
Le stampanti 3D sono disponibili in diversi tipi e la maggior parte funziona creando un componente strato dopo strato. La differenza è principalmente nei materiali grezzi e nelle tecniche utilizzate per fondere ogni strato per formare la parte finale.
- Modellazione a Deposizione Fusa (FDM): la plastica viene consegnata come filamento su un rocchetto per questa stampante. Per fondere la plastica, il filamento viene spinto attraverso una cavità calda. Un ugello spinge la plastica attraverso un ugello, che la deposita uno strato alla volta.
- Stereolitografia (SLA): Questa stampante trasforma un fotopolimero liquido in un pezzo solido. Un laser ad alta potenza traccia l'immagine in sezione trasversale del pezzo in 2D. Questa luce polimerizza lo strato di plastica sulla piastra di supporto. Successivamente, c'è un leggero movimento della piastra di costruzione, seguito dall'applicazione di un nuovo strato di fotopolimero, e poi il processo laser continua. Poi lo solidifica allo strato precedente.
- Sinterizzazione Laser Selettiva (SLS): Questo processo di stampa 3D inizia posizionando uno strato sottile di polvere su una piastra. Un laser speciale riscalda poi la polvere per renderla solida e formarla nella forma dell'oggetto stampato. Questo processo viene ripetuto strato dopo strato fino a quando l'intero oggetto è completo.
- Elaborazione della Luce Digitale (DLP): Questa stampante produce rapidamente parti in fotopolimero. È simile a una stampante a stereolitografia (SLA), con solo una sostanziale differenza. A differenza delle macchine SLA, che utilizzano laser per tracciare gli strati, le macchine DLP utilizzano luce proiettata per indurire l'intero strato. La parte viene formata strato dopo strato. Grazie all'indurimento DLP dell'intero strato contemporaneamente, è molto più veloce rispetto alla SLA. Le stampanti DLP possono stampare oggetti di design in resina intricati come giocattoli, gioielli, dentali e figurine con dettagli fini.
Applicazioni della Stampa 3D
L'applicazione della stampa 3D attraversa vari settori grazie alla straordinaria versatilità del processo. In particolare, l'industria automobilistica, aerospaziale, medica, della robotica, dei servizi di stampa e molti altri settori utilizzano la tecnologia di stampa 3D. Le principali applicazioni della stampa 3D sono:
- Prototipazione e Produzione
La stampa 3D riduce i tempi di produzione, consentendo di completare il prototipo in poche ore e a un costo inferiore. Questo la rende particolarmente ideale per progetti in cui gli utenti devono aggiornare il design ad ogni iterazione.
È adatto anche per la produzione di prodotti che non necessitano di produzione di massa o sono solitamente personalizzati. SLS è spesso utilizzato per produrre prodotti finali, non solo prototipi.
- Automotive
Le industrie automobilistiche, specialmente quelle specializzate in automobili da corsa, come quelle utilizzate in F1, sfruttano la stampa 3D per la prototipazione e la produzione di componenti specifici. Le organizzazioni in questo settore stanno anche esplorando la possibilità di utilizzare la stampa 3D per soddisfare la domanda del mercato secondario producendo pezzi di ricambio su richiesta dei clienti.
- Costruzione
La costruzione è una delle principali applicazioni della stampa 3D. Le applicazioni specifiche della stampa 3D nella costruzione includono la saldatura additiva, il legame in polvere e l'estrusione.
Recentemente, stampanti 3D di grande scala progettate per stampare cemento sono state utilizzate per gettare fondazioni e erigere muri. Sono anche in grado di stampare sezioni modulari in cemento per l'assemblaggio in loco. Queste soluzioni consentono una maggiore precisione, più complessità, una costruzione più rapida e un'integrazione funzionale migliorata, riducendo al contempo i costi di manodopera e minimizzando gli sprechi. La stampa 3D è anche utile per produrre modelli architettonici in scala.
- Assistenza sanitaria
Per quanto riguarda l'industria sanitaria, la stampa 3D crea prototipi per lo sviluppo di nuovi prodotti nei settori medico e dentale. In odontoiatria, la stampa 3D aiuta a creare modelli per la fusione di corone dentali in metallo e a produrre strumenti per la creazione di allineatori dentali.
È anche utile per la produzione diretta di impianti per ginocchio e anca e altri articoli di magazzino e per la creazione di articoli specifici per i pazienti come protesi personalizzate, apparecchi acustici e solette ortopediche. Si sta esplorando la possibilità di guide chirurgiche stampate in 3D per operazioni particolari e di ossa, pelle, tessuti, organi e prodotti farmaceutici stampati in 3D.
- Aerospaziale
Nell'aerospaziale, la stampa 3D è utilizzata per la prototipazione e lo sviluppo del prodotto. È anche estremamente utile nello sviluppo degli aerei, poiché aiuta i ricercatori a soddisfare i rigorosi requisiti della R&S senza compromettere gli elevati standard del settore. Alcuni componenti non critici o più vecchi degli aerei vengono stampati in 3D per il volo.
Inoltre, la stampa 3D ha guadagnato popolarità nel mercato dei consumatori, consentendo la creazione di articoli personalizzati, accessori di moda e persino decorazioni per la casa.
Conclusione
La stampa 3D comprende numerose tecnologie e tecniche che offrono collettivamente varie capacità per produrre componenti utilizzando materiali diversi. La stampa 3D è anche una tecnologia in evoluzione con un immenso potenziale, e ogni giorno vengono esplorati nuovi materiali per migliorare i processi di stampa e ampliare le già impressionanti capacità delle stampanti 3D.
Con l'espansione di questa tecnologia innovativa, si prevede che avrà un impatto significativo su vari settori, tra cui sanità, produzione e costruzione. Preparati a un futuro in cui i confini di ciò che può essere creato vengono spinti a limiti straordinari.