La stampa 3D è diventata una tecnologia molto più diffusa, con macchine da stampa disponibili a quasi ogni prezzo. La maggior parte delle persone che desiderano una stampante 3D possono probabilmente trovare un modello che possono permettersi. Nonostante ciò, la stampa 3D è ancora così nuova che poche persone sanno come funziona.
Ecco perché ora è il momento giusto per rispondere alla domanda "Come funziona la stampa 3D?". Ci sono ottime possibilità che dovresti usarne uno alla fine!
Stampa 3D additiva vs sottrattiva
Esistono due grandi categorie di Stampa 3D. Le stampanti 3D che puoi acquistare da solo sono quasi tutte macchine "additive". In altre parole, costruiscono oggetti 3D aggiungendo materiale (di solito a strati) fino al completamento dell'oggetto. Le stampanti 3D che la gente pensa quando sentono che la "stampante 3D" è quasi sempre della varietà additiva.
La stampa 3D sottrattiva è molto diversa. Qui si inizia con una quantità fissa di materiale e quindi si rimuove il materiale fino a quando rimane solo l'oggetto finito. Uno scultore che fa una statua di marmo sta usando un metodo sottrattivo. Le macchine sottrattive si trovano di solito in grandi officine e ambienti industriali. I sistemi di fresatura CNC (controllo numerico computerizzato) sono probabilmente l'esempio più noto.
Da qui in poi ci concentreremo solo su macchine additive, poiché sono rilevanti per il consumatore medio . Sappi solo che le macchine sottrattive appartengono alla stessa famiglia allargata di stampanti 3D di quella che potresti mettere su una scrivania.
Modellazione a deposizione fusa, stereolitografia e sinterizzazione laser selettiva
I tre principali metodi di stampa 3D additiva sono FDM (modellazione a deposizione fusa), stereolitografia (SLA) e sinterizzazione laser selettiva (SLS).
In_content_1 all: [300x250] / DFP: [640x360]-> La stampante FDM da Vinci
FDM è il sistema di consumo più comune. Con questi tipi di stampanti, un filamento di materiale viene fatto passare attraverso una testina di stampa a caldo. La testina di stampa è posizionata con precisione nello spazio 3D e deposita uno strato di materiale secondo le istruzioni esatte programmate. Esistono diversi approcci alla FDM, ma ci arriveremo tra un momento.
La stampante SLA NobelLa stereolitografia è molto meno comune nei sistemi di consumo. Queste stampanti utilizzano laser per polimerizzare una resina liquida in un materiale plastico solido. Di solito, l'oggetto viene “tirato” da una vasca di resina, formando strato dopo strato mentre si alza dal materiale. Negli ultimi anni le stampanti SLA sono diventate più compatte e convenienti. Quindi è una vera alternativa alle stampanti FDM, a seconda del tipo di modello finale su cui ti accontenti.
La sinterizzazione laser selettiva (SLS) utilizza un potente laser per fondere una polvere polimerica. La polvere effettiva funge da struttura di supporto per la stampa, quindi questo tipo di stampa non necessita di impalcature speciali. SLS non è un tipo di FDM che troverai sul desktop. Per ora è ancora una tecnologia industriale.
Stampanti robot cartesiane e Delta
Una stampante robot DeltaThe il tipo più comune di stampante FDM è la stampante cartesiana 3D. Il nome si riferisce alle coordinate cartesiane. Queste sono le coordinate XYZ che abbiamo imparato a scuola. La testina di stampa può essere spostata su qualsiasi coordinata XYZ all'interno dello spazio del volume di stampa. La matematica è semplice, le stampanti sono abbastanza convenienti e la qualità di stampa è precisa.
Tuttavia, a seconda della granularità delle coordinate XYZ, le superfici curve potrebbero non essere così lisce come potrebbero essere, richiedendo un lavoro di finitura manuale.
Stampanti robot Delta adottare un approccio diverso. La testina di stampa è montata su tre bracci che scorrono su tre binari. Variando l'altezza di ciascun braccio, la testina di stampa può oscillare. Questo design consente alla testina di stampa di oscillare in vere curve e consente anche di stampare oggetti alti all'interno del volume di stampa.
Fondamentalmente, più lunghe sono le guide, più alto può essere il modello. Invece delle coordinate XYZ, le stampanti robot delta usano la trigonometria per calcolare la posizione della testina di stampa. Il risultato finale è che non riescono a raggiungere la stessa risoluzione di stampa delle stampanti cartesiane.
Per comprendere veramente il concetto di robot delta, è necessario vederlo in azione. Dai un'occhiata a questo video di Johann Rocholl e otterrai subito il concetto.
Nota l'articolazione sulle braccia e la libertà di movimento della testina di stampa.
Materiali per stampante 3D
Le stampanti 3D utilizzano una varietà di materiali, ma ci sono due materiali plastici che sono di gran lunga i più comuni nelle applicazioni di fascia consumer: ABS e PLA.
L'ABS (acrilonitrile-butadiene-stirene) è esattamente la stessa plastica di cui sono fatti i mattoncini LEGO. Questa plastica è soggetta a deformazioni durante il raffreddamento e necessita di una stampante con un piano di stampa riscaldato. È abbastanza resistente agli urti, ma non particolarmente forte. È adatto per la realizzazione di parti prototipo e anche parti finali che non sono portanti.
Il PLA (acido polilattico) ha un basso punto di fusione, non si deforma molto, è facile da lavorare e ha meno stampe non riuscite. È anche troppo fragile per qualsiasi uso pratico, ma è geniale per la creazione di modelli fluidi e dettagliati che devono solo essere guardati.
La buona notizia è che la maggior parte delle stampanti 3D di consumo funzionerà con entrambi questi materiali economici. Quindi puoi cambiarli secondo le tue esigenze.
Il filamento di nylon è un'altra opzione e ci sono persino stampanti che usano legno o metallo come materiale. Le stampanti di nuova generazione possono anche gestire più di un filamento alla volta, consentendo stampe miste o multicolori.
Il tipico processo di stampa 3D
Se non hai mai realizzato una stampa 3D da solo, probabilmente sei curioso di sapere come funziona effettivamente dal punto di vista dell'utente. Mentre l'utilizzo di una stampante 3D non è facile come eliminare le stampe 2D su una stampante laser o inkjet, non è così difficile come si potrebbe pensare.
Dopo aver configurato la stampante secondo il manuale, con calibrazione e livellamento eseguiti correttamente, devi prima stampare un modello.
Puoi creare il tuo modello, usando qualcosa come Zbrush o AutoCAD, ma è probabile che molte persone scarichino un modello da un sito online. La prima tappa dovrebbe essere sicuramente Thingiverse, che è probabilmente la collezione più famosa di modelli inviati dagli utenti. Tuttavia, ci sono molti alternative.
Dopo aver ottenuto un modello in un formato compatibile, lo aprirai nel software fornito con la stampante. Sembrano tutti e funzionano in modo diverso, ma il concetto di base è lo stesso. Potresti anche voler prima trattare un modello 3D con Meshmixer, il che garantisce che un modello 3D sia solido e adatto alla stampa.
Nel software della stampante 3D, sceglierai le dimensioni e la qualità del modello e del software lo convertiranno in "sezioni" che rappresentano ciascun livello di stampa. Calcolerà anche il "ponteggio" che deve essere stampato per supportare il modello mentre viene realizzato. Queste cose possono essere interrotte al termine della stampa.
Con tutto quel lavoro di preparazione dietro di te, la stampa può iniziare. A seconda delle impostazioni di qualità, potresti aspettare molto! Le stampe di alta qualità variano da poche ore a qualche giorno. Per fortuna, alcune stampanti 3D ti consentono di monitorare i progressi della tua stampa in remoto tramite un'app.
Una volta effettuata la stampa, la rimuoverai dal letto e la libererai dal ponteggio. In molti casi dovrai rifinire il modello usando carta vetrata e strumenti di taglio speciali per rimuovere le imperfezioni. Alcune persone dipingono persino i loro modelli! L'unico vero limite è la tua creatività.
Se hai voglia di acquistare una stampante 3D, questi sono i nostri le migliori scelte e se hai un budget, questi sono opzioni più facili da usare.