Stampante 3D - la stampa di elementi tridimensionali

Le normali stampanti a getto d'inchiostro o le stampanti laser sono state a lungo standard in ogni abitazione privata o ufficio commerciale. Da alcuni anni, tuttavia, le stampanti 3D sono anche in grado di riprodurre le immagini - come suggerisce il nome stesso - in formato tridimensionale.

Lavorano con materiali, tecniche e risultati diversi. Tuttavia, tutte le stampanti 3D sono caratterizzate dal fatto che componenti piccoli o grandi possono essere stampati dimensionalmente e quindi utilizzati per varie applicazioni.

Aspetto di una stampante 3D

Dal punto di vista ottico le stampanti 3D si differenziano enormemente dalle normali varianti di stampante, che stampano le immagini in vista bidimensionale. Una stampante 3D è simile ad una piccola pressa ad iniezione che viene generalmente utilizzata nell'industria per produrre parti in plastica.

La stampante 3D è costituita da una base che, a seconda della tecnologia, è fissa o regolabile in altezza. Sopra di essa si trova la camera a pressione, che di solito è racchiusa da pareti di vetro o altri materiali. Il componente finito viene poi prodotto nella camera di pressione. Per la stampa del componente da stampare è necessaria una testina di stampa.

La testina di stampa si trova sopra la camera di pressione. La testina di stampa assomiglia a una stretta valvola o a un ugello attraverso il quale viene premuto il materiale di stampa. La testina di stampa può muoversi liberamente in orizzontale in modo che i componenti possano essere stampati completamente strato per strato.

Le restanti proprietà ottiche cambiano da produttore a produttore. Mentre alcuni produttori collegano uno schermo di input alla stampante, molti produttori fanno a meno di questa funzione e utilizzano il proprio PC per inserire i dati. I produttori sono molto liberi nell'organizzazione ottica e al Design nell'esercizio.

L'immissione dei dati

In linea di principio, l'inserimento dei dati può avvenire in molti modi. Mentre i documenti CAD sono utilizzati principalmente nell'industria, i privati possono utilizzare i propri scanner 3D per piccoli componenti, che agiscono come una macchina fotografica digitale.

Spiegazione: I documenti CAD sono file che sono stati prodotti con programmi di progettazione come Solid Edge o Solid Works. Il termine CAD sta per Computer Aided Design e non significa altro che un componente non è stato costruito sul tavolo da disegno, ma direttamente in formato digitale sul PC. Tuttavia, tali programmi CAD sono solitamente molto costosi, motivo per cui i produttori utilizzano altri strumenti per i privati.

Gli utenti privati possono scansionare oggetti reali esistenti con una fotocamera speciale, che elabora le foto 3D scattate e le converte in un modello di stampa.

In alternativa, ci sono numerosi modelli 3D disponibili su Internet che possono essere scaricati gratuitamente e inseriti nella stampante 3D.

Funzioni

Se si vuole acquistare una stampante 3D, è possibile decidere direttamente al momento dell'acquisto con quali materiali devono lavorare le stampanti. Le stampanti 3D non funzionano con inchiostro e carta, ma creano oggetti tridimensionali in metallo o plastica.

La stampante 3D più comune, destinata anche all'uso privato, è la stampante FDM, nota anche come Fused Deposition Modeling Printer. Inoltre, vi è la stampante SLA (stampante stereolitografia) per uso industriale con resina epossidica. Infine, la stampante SLS, che si chiama stampante laser selettiva e lavora con il metallo, è di grande importanza.

Anche se ci sono molti altri processi oltre a queste stampanti, queste tre varianti sono tra le più comuni.

• La stampante FDM: la stampante FDM lavora le materie plastiche, che vengono immesse nella stampante come cosiddetti filamenti. I filamenti sono fili di plastica arrotolati che vengono poi fusi nella testina di stampa e fatti passare attraverso l'ugello nella camera di pressione. La stampante FDM, ad esempio, utilizza plastica ABS o PLA. Mentre l'acrilonitrile butadiene butadiene stirene (ABS) è usato per oggetti spessi e resistenti allo strappo, il poliactide è usato per semplici componenti "plastici". I bicchieri monouso, ad esempio, rientrano in questa categoria. Il vantaggio dell'ABS è che è resistente a temperature fino a poco meno di 220 gradi Celsius e può essere utilizzato per un'ampia gamma di applicazioni.
  
  
• La stampante SLA: La stampante SLA ha anche una camera di pressione, ma la resina epossidica liquida è vulcanizzata selettivamente nella camera con un laser. Tuttavia, le stampanti SLA lavorano anche a strati, ma il laser può raggiungere gradi più elevati di durezza e maggiore precisione. Lavorano con resina epossidica, molto resistente agli urti, dura e resistente all'abrasione.
  
  
• La stampante SLS: a differenza delle altre varianti, questa stampante lavora con polvere metallica che viene sinterizzata nella camera di pressione. Ciò significa che la polvere viene indurita con un'aggiunta di temperatura e applicata a strati. Le polveri di alluminio sono spesso utilizzate, ma anche i composti plastico-metallo possono essere utilizzati per una maggiore resistenza.

I restanti processi (MJM, 3DP, 3DP, ecc.) funzionano anche a strati, ma di solito utilizzano testine di stampa o laser diversi per lavorare materiali diversi. La scelta del materiale cambia di solito anche la stampante utilizzata. Capacità di stampa

Capacità di stampa

La velocità delle stampanti 3D dipende dalle funzioni aggiuntive della stampante e dall'oggetto da stampare. Più piccolo è l'oggetto, più velocemente la stampante può creare l'oggetto tridimensionale. La testina di stampa è inoltre in grado di elaborare oggetti rotondi o componenti diritti più rapidamente rispetto ai componenti molto angolari.

Tuttavia, i tempi di stampa non possono essere confrontati con quelli delle normali stampanti laser o a getto d'inchiostro. Un oggetto tridimensionale può durare da 15 minuti a 15 ore, a seconda del materiale, delle dimensioni dei componenti e della stampante.

Se si desidera aumentare la velocità, è possibile acquistare una stampante 3D con raffreddamento supplementare. In questo modo gli strati si polimerizzano più velocemente e la stampante lavora automaticamente più velocemente.

Accessori

Quando si tratta di accessori per stampanti, la cosa più importante è il materiale utilizzato. Come già accennato, le stampanti 3D possono lavorare sia con il metallo che con la plastica. Nel seguente elenco sono elencati i materiali che vengono utilizzati con piacere e per quello che possono essere utilizzati abitualmente.

• ABS (acrilonitrile butadiene stirene) - per componenti resistenti al calore
• PLA (Polyactid) - per componenti di serie a costi contenuti
• PA (poliammide) - per componenti da rilavorare
• Resina epossidica - per componenti resistenti agli urti
• Alluminio - per componenti leggeri
• Titanio - per componenti metallici di alta qualità
• Co-polimeri - uso multiplo

I copolimeri possono avere un aspetto molto diverso perché ogni produttore può mescolare i copolimeri con plastiche diverse. Un copolimero è costituito da diverse materie plastiche per produrre determinate proprietà. La maggior parte dei produttori mantiene il segreto della composizione.

Suggerimento! In generale, le stampe con plastica o metallo sono relativamente inodore. Gli utenti noteranno solo un leggero odore di plastica calda. L'eccezione è l'ABS - le costruzioni in ABS possono lasciare un odore di bruciato durante la stampa, quindi la stampante non deve necessariamente essere posizionata vicino al normale posto di lavoro.

Caratteristiche

Le stampanti 3D convincono nel test grazie alla loro modalità di funzionamento flessibile. Nell'industria, queste stampanti sono particolarmente popolari quando è necessario fornire piccole quantità di pezzi di ricambio. A causa della bassa velocità di stampa, la stampante non è adatta per la produzione in serie, ma può essere utilizzata in modo eccellente per la costruzione di prototipi.

Vantaggi:

• Stampa di elementi 3D
• Utilizzo ottimale per i pezzi di ricambio
• Possibilità di inserimento dati tramite CAD o scansione
• Funziona con metallo o plastica
• Molti metodi di confronto disponibili

Svantaggi:

• Le stampanti 3D a basso costo sono spesso imprecise
• Bassa velocità di stampa

Segmento di clientela

Come già accennato, le stampanti 3D possono essere utilizzate sia nell'industria che nelle abitazioni private. Una stampante 3D viene utilizzata nell'industria per pezzi di ricambio e prototipi - nella vita privata di tutti i giorni viene utilizzata volentieri per i gadget. Possono essere stampate le figure di gioco per bambini o i modelli possono essere posizionati nella vetrina. Le possibilità di applicazione sono limitate solo dalla propria immaginazione e, nell'ultimo passo, dalla costruzione della stampante 3D.