Le Tecnologie di Stampa 3D Più Diffuse: Una Guida
Nel corso degli anni, la stampa 3D ha seguito vari percorsi evolutivi, sfruttando materiali e processi diversificati. Questo panorama tecnologico, ricco di sigle e termini specifici, può risultare complesso. Per fortuna, lo standard ISO/ASTM 52900:2021 offre una classificazione di base per le 7 tecnologie di stampa 3D più comuni, facilitando l’orientamento nel settore. Ecco una panoramica di queste tecnologie, che rappresentano la maggior parte delle applicazioni di stampa 3D attualmente in uso.
1. Binder Jetting Questo processo prevede il deposito selettivo di un agente legante su strati progressivi di polvere, che possono essere di polimeri, ceramiche o metalli. Nonostante la sua velocità e scalabilità, le proprietà meccaniche dei pezzi finiti possono variare a seconda delle tecniche di post-elaborazione. Tra i principali fornitori di sistemi di binder jetting figurano Desktop Metal, ExOne e Voxeljet.
2. Deposizione di Energia Diretta (DED) Conosciuta anche come Laser Engineered Net Shaping (LENS) o Direct Metal Deposition (DMD), questa tecnologia focalizza l’energia termica per fondere e depositare materiale su un substrato, strato dopo strato. È utile per produrre pezzi grandi con geometrie complesse e si applica principalmente ai metalli, ma anche a ceramiche e compositi. Tra i sistemi DED commercialmente disponibili ci sono le stampanti 3D Lens di Optomec, la serie Lasertec di DMG Mori e la serie TruPrint di Trumpf.
3. Estrusione di Materiali Meglio nota come Fused Filament Fabrication (FFF) o Fused Deposition Modeling (FDM), questa tecnologia implica l’estrusione selettiva di materiale attraverso un ugello. È ampiamente utilizzata per prototipazione e strumentazione rapida, grazie ai suoi bassi costi e facilità d’uso. Ultimaker, Prusa e LulzBot sono fornitori affermati con una buona reputazione per applicazioni ingegneristiche.
4. Jetting di Materiali Simile alla stampa inkjet, deposita selettivamente gocce di materiale, come resine fotopolimeriche o cera, che vengono poi indurite usando luce ultravioletta ad ogni strato. Un vantaggio è la possibilità di depositare simultaneamente materiali diversi, consentendo la creazione di pezzi multicolore o multimateriale. Stratasys, 3D Systems e Mimaki offrono sistemi capaci di stampe 3D multicolore e multimateriale.
5. Fusione su Letto di Polvere (PBF) Nella PBF, un laser o un fascio di elettroni fondono selettivamente regioni di un letto di polvere. Richiede un ambiente controllato per prevenire l’ossidazione delle polveri metalliche. Tra le tecniche specifiche della PBF ci sono la Selective Laser Sintering (SLS) e la Selective Laser Melting (SLM). EOS M 290 e la serie RenAM 500 di Renishaw sono esempi di stampanti 3D PBF disponibili sul mercato.
6. Laminazione di Fogli Questo processo unisce fogli sottili di materiale per formare parti, utilizzando fogli precisi di materiale, tipicamente carta, plastica o metallo. Le tecniche di bonding includono adesione chimica, legame termico e saldatura ultrasonica. Questa tecnologia è vantaggiosa per i suoi bassi costi e facilità d’uso, anche se i pezzi tendono ad avere bassa risoluzione e forza meccanica. Mcor ARKe e le macchine SonicLayer di Fabrisonic sono esempi di stampanti 3D per laminazione di fogli.
7. Fotopolimerizzazione in Vasca Questa tecnologia cura selettivamente un fotopolimero liquido con luce mirata. Le due principali tecniche sono la Stereolitografia (SLA) e il Digital Light Processing (DLP). I pezzi SLA di solito presentano superfici più lisce rispetto a quelli DLP e le stampanti SLA possono avere volumi di costruzione più grandi senza sacrificare la risoluzione. Al contrario, le stampanti DLP tendono a essere meno costose rispetto alle macchine SLA e più veloci, poiché polimerizzano un intero strato contemporaneamente, a differenza della SLA che traccia ripetutamente un singolo laser stretto sul pezzo. Il Formlabs Form 3+ è un esempio di stampante 3D SLA disponibile sul mercato e l’Etec Xtreme 8K rappresenta un esempio di stampante 3D DLP su scala produttiva.
Altri Processi di Stampa 3D
Oltre alle categorie coperte dallo standard ISO/ASTM 52900:2021, esistono forme specializzate di stampa 3D non incluse nella lista sopra. Queste includono la bioprinting, che spesso adatta tecniche di stampa basate su estrusione o inkjet; la stampa di calcestruzzo; e il processo elettrofotografico termoplastico selettivo (STEP). Esiste anche la produzione ibrida, che combina DED o Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) con processi manifatturieri più convenzionali, come la lavorazione a 5 assi.
Le tecnologie di stampa 3D descritte nello standard ISO/ASTM 52900:2021 comprendono la stragrande maggioranza delle applicazioni di stampa 3D utilizzate oggi. Tuttavia, la continua evoluzione del campo promette l’emergere di nuove tecniche e applicazioni, espandendo ulteriormente le possibilità offerte dalla stampa 3D.
