Una delle domande più frequenti dei neofiti della stampa 3D è “Cosa posso fare con una stampante 3D?”
Il motivo della domanda è che generalmente le persone ancora non capiscono cosa siano le stampanti 3D e cosa possono essere utilizzate per fare. Molti sospettano che le stampanti 3D possano “fare qualsiasi cosa”, ma questo è molto lontano dalla verità.
Le stampanti 3D variano notevolmente in termini di capacità. Un’analogia che mi piace usare per aiutare le persone a capire la differenza è questa: potresti pensare che le “stampanti 3D” siano una classe di oggetti correlati, come le “automobili”. Ma in effetti, le variazioni tra le stampanti 3D sono più simili a “veicoli” che automobili.
Devi decidere se stai guidando, volando, scavando tunnel o in viaggio verso la Luna. Ecco come sono davvero diverse le stampanti 3D.
La ragione di questa variazione è che i diversi processi di stampa 3D – sì, ci sono molti processi diversi – realizzano oggetti in modi, dimensioni e materiali diversi. Molto spesso i processi e le attrezzature di stampa 3D sono limitati a materiali specifici, rendendo la scelta della macchina semplice. Oppure non c’è alcuna scelta perché il materiale non è utilizzabile nelle stampanti 3D.
Ci sono diversi modi per rispondere a questa domanda. Un modo potrebbe essere quello di concentrarsi sui materiali e sui processi, quindi iniziamo da lì.
Stampe 3D in plastica
Molte stampanti 3D desktop economiche possono produrre oggetti in materiali termoplastici. Si tratta di materie plastiche che si ammorbidiscono quando vengono riscaldate e si solidificano quando vengono raffreddate. In genere vengono utilizzati nelle stampanti 3D a filamento (o “FFF”).
Esistono anche stampanti 3D che utilizzano polvere termoplastica fine e laser per produrre oggetti ad alta risoluzione.
Le stampanti 3D in resina producono anche oggetti in plastica, ma il più delle volte si tratta di materiali “termoindurenti”, che non possono essere rimodellati mediante riscaldamento come possono essere i materiali termoplastici.
A volte i materiali “compositi” sono stampati in 3D, che sono un mix di plastica e qualche altra sostanza che offre proprietà interessanti. Ad esempio, alcuni materiali includono fibre di vetro, fibre di carbonio, fibre di legno, ceramica, ecc.
Stampe 3D in metallo
Esistono diversi processi che possono produrre stampe 3D in metallo, ma la maggior parte di essi è piuttosto costosa.
La stampa 3D PBF prevede l’uso di un letto piatto di polvere e laser per formare oggetti strato dopo strato. Al giorno d’oggi questo approccio viene utilizzato principalmente per produrre parti per l’industria aerospaziale, automobilistica e sanitaria.
È anche possibile stampare in 3D parti metalliche utilizzando un mix di termoplastica e polvere di metallo: le stampe vengono sinterizzate in una fornace dopo la stampa per rimuovere la plastica e fondere insieme le particelle di metallo.
Stampe 3D multimateriale
Una cosa da ricordare è che quasi tutte le stampanti 3D oggi producono oggetti in un solo tipo di materiale. Quel materiale potrebbe avere colori diversi, ma è tutto un metallo o una plastica.
Esistono alcuni dispositivi sofisticati in grado di stampare in 3D in più colori, ma ancora meno in grado di eseguire più materiali.
Ciò significa che gli oggetti complessi – oggetti con più di un materiale al loro interno come ogni dispositivo che possiedi – sono impossibili da stampare in 3D. Non puoi stampare in 3D uno smartphone perché include plastica, vetro, metallo, elettronica, batterie e altre cose che non sono stampabili.
Ciò significa che gli operatori di stampanti 3D sono normalmente limitati alla produzione di parti monomateriale o semplici meccanismi meccanici. È possibile stampare più parti e poi assemblarle manualmente insieme per realizzare macchine semplici.
Quanto grande posso stampare in 3D?
Questa è una domanda frequente, ma la risposta non è scontata. All’inizio, potresti pensare che la risposta sia “tutto ciò che si adatta alla stampante 3D”, e avresti parzialmente ragione.
Ma le dimensioni della stampante 3D mentono. Se una stampante ha un volume di costruzione di, diciamo, 200 x 200 x 200 mm, penseresti che l’oggetto massimo potrebbe essere di 200 mm di lunghezza. Tuttavia, è possibile stampare oggetti in 3D ad angolo e possono essere un po’ più lunghi.
È anche possibile utilizzare un sistema CAD per suddividere un disegno più grande in più parti. Questi possono essere stampati in 3D separatamente e quindi assemblati insieme nell’oggetto più grande. In tal caso la stampante 3D è davvero illimitata nella dimensione della parte che può produrre.
D’altra parte, più lunga è la stampa 3D, più è probabile che incontrerai un errore di qualche tipo. Per questo motivo le stampe più grandi non sono la prima scelta per gli operatori di stampanti 3D. Vengono prodotti molti più oggetti più piccoli rispetto a pezzi più grandi.
Quali oggetti possono essere stampati in 3D
Un altro modo per rispondere a questa domanda è vedere che tipo di oggetti possono essere stampati in 3D.
In genere, le stampanti 3D hanno pochi vincoli geometrici: non devi, ad esempio, prendere in considerazione la rimozione del pezzo da uno stampo, come invece fai nella colata o nello stampaggio a iniezione. Ciò consente alle stampanti 3D di creare facilmente oggetti estremamente complessi, elementi che sarebbero impossibili da costruire in altro modo. Questo è il motivo per cui a volte si vedono oggetti stampati in 3D con una specie di forma scheletrica: questa è la quantità minima di materiale per soddisfare i requisiti fisici per la parte e rende la parte leggera.
A causa di questa capacità, le stampanti 3D sono state utilizzate per produrre tutti i tipi di oggetti, limitati solo dalla fantasia del designer.
Ma questo è il trucco: qualsiasi oggetto da stampare in 3D DEVE essere prima formalmente progettato in uno strumento CAD software. È analogo alla stampa su carta: non puoi stampare “una lettera a qualcuno” a meno che non l’abbia digitata in un editor e formattato i paragrafi. Qui invece qualcuno deve prima creare il modello 3D della parte, e questo può essere impegnativo.
Sebbene tutti possano digitare una lettera, pochissime persone sono abili nell’uso del software CAD, che può essere piuttosto complesso, costoso e richiedere mesi di esperienza. Per questo motivo molti operatori di stampanti 3D si limitano a utilizzare i modelli 3D di altre persone che vengono forniti online.
Quindi, in un certo senso, la risposta a “cosa puoi stampare in 3D” potrebbe essere “cosa puoi trovare online”. Questo è il motivo per cui molti operatori di stampanti 3D alla fine imparano come progettare le proprie parti.
Realizzazione di parti stampate in 3D
Una credenza comune è che si possa usare una stampante 3D per realizzare pezzi di ricambio per articoli per la casa, risparmiando così tempo e denaro nell’acquisto di pezzi di ricambio.
Questo è sia vero che falso.
È vero se – e solo se – sei sufficientemente esperto nella progettazione CAD 3D per progettare in qualche modo la parte richiesta per la stampa 3D.
A volte è facile: un raccordo per tubo flessibile potrebbe essere semplicemente una forma cilindrica di un certo diametro. D’altra parte, la parte potrebbe essere straordinariamente complessa e richiedere tolleranze dimensionali difficili, come un supporto girevole per una telecamera mobile unica. Alcune cose sono facili da progettare, altre sono molto difficili o quasi impossibili. La decisione è davvero quanto tempo vuoi dedicare alla realizzazione del design, perché la stampa richiede solo poche ore.
Se la parte desiderata è troppo complessa, non vale la pena progettare e stampare in 3D, quindi in tal caso non è possibile stampare in 3D i propri pezzi di ricambio.
Ci si potrebbe chiedere perché i design non sono forniti dai produttori del prodotto, dal momento che ovviamente hanno realizzato il design per creare la parte per il loro prodotto? La risposta è che questo fondamentalmente non accade mai.
La ragione di ciò è che preferirebbero venderti quella manopola sostitutiva della lavastoviglie per $ 39 invece di darti il modello 3D per stamparlo da solo. Forse potrebbero venderti il modello 3D per $ 30 e risparmiarsi la fatica di immagazzinare parti, ma poche persone pagherebbero così tanto per un modello 3D e, se è troppo costoso, il modello 3D verrà piratato.
Il risultato finale è, ancora una volta, che stai progettando le tue parti per la stampa 3D.
La risposta
Dopo tutto questo, la risposta a “cosa posso fare” potrebbe essere un po’ più chiara. Dipende da attrezzature, abilità, materiali, capacità e desideri del software.
Ma sì, puoi stampare in 3D molte cose diverse.
