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Tutto quello che c’è da sapere sulla produzione additiva

La produzione additiva ( chiamata anche prototipazione rapida o stampa 3D ) è una tecnica di produzione con la quale sottili strati di materiale (plastici, ceramiche, metalli, ecc.. ) vengono aggiunti uno dopo l’altro al fine di creare un oggetto solido. Visto che esistono numerose tecnologie di stampa 3D diverse, questo articolo si focalizzerà sul processo di produzione di base valido per qualsiasi tipologia di stampa 3D.

Dalla concezione di un modello digitale alla stampa 3D

1. CAD

Creare un modello digitale è la prima fase del processo di produzione additiva. Il metodo più utilizzato oggigiorno per creare questo tipo di file è il CAD ( Computer-Aided Drafting, tradotto « Disegno tecnico assistito dal calcolatore » ) . Esistono molti software di CAD gratuiti e professionali, compatibili con la stampa 3D. Il reverse engineering può essere una buona alternativa e un valido strumento per creare un modello 3D tramite scannerizzazione 3D.

Devono essere valutati diversi modi di concepire il modello per la produzione additiva. Questi si concentrano soprattutto sulla geometria del pezzo e il bisogno di supporti, per stampare correttamente l’oggetto, che variano a seconda della tipologia di tecnologia adottata.

2. Conversione dell’ STL e modifica dei file

La conversione di un modello CAD in un file STL ( stereolitografia ) è una fase delicata nel processo di produzione additiva che differisce in base alla tecnologia utilizzata.

L’ STL definisce la superficie di un oggetto costituita da triangoli (poligoni). Per convertire il modello 3D in file stampabile, occorre tener conto della dimensione fisica dell’oggetto, del numero di poligoni che lo costituiscono e della sua rigidità.

Una volta generato il file, può essere importato in uno Slicer ( piattaforma software open source ) che lo convertirà in codice G (alias G-code). Il G-code è un linguaggio di programmazione di controllo numerico. E’ molto utilizzato nella produzione assistita da calcolatore per controllare macchine utensili automatizzate ( stampanti 3D comprese ). Lo Slicer dà oltretutto la possibilità all’utilizzatore di personalizzare alcuni parametri, come la gestione dei supporti, lo spessore degli strati e l’orientamento dei pezzi sul piano di stampa.

3. Stampa 3D

Le stampanti 3D sono composte da numerosi componenti piccoli e complessi grazie ai quali si ottiene una riproduzione precisa del pezzo stampato. La qualità del materiale è inoltre un aspetto molto importante per ottenere una stampa ottimale.

Sebbene alcune macchine offrano la possiblità di riciclare i materiali di produzione in eccesso, un riutilizzo ripetuto può comportare una riduzione delle proprietà del materiale se non viene sostituito regolarmente.

La maggior parte delle stampanti non hanno bisogno di essere sorvegliate dopo aver lanciato la stampa. La macchina procederà con la produzione in totale autonomia e, nel caso, i problemi usciranno se ci sono errori di software o interruzioni di corrente.

4. Rimozione dei supporti

Per alcune tecnologie di produzione additiva, la rimozione dei supporti è semplice quanto togliere il pezzo stampato dal piatto di stampa. Per altri metodi di stampa 3D professionali, la rimozione dei supporti è un processo altamente tecnico che implica l’estrazione precisa della stampa quando è ancora incorporata nel materiale di costruzione o attaccata al piatto di produzione. Questi metodi richiedono procedure complesse che possono essere svolte solamente da personale altamente qualificato e un equipaggiamento di sicurezza.

5. Fase di post-produzione

Le procedure di post-trattamento di un oggetto variano a seconda della tecnologia della stampante. Per esempio, la SLA richiede di sottoporre i pezzi ai raggi UV prima di poter essere ritoccati, mentre i pezzi FDM possono essere ritoccati immediatamente al termine della stampa. Per le tecnologie che utilizzano i supporti durante la stampa, questi vanno rimossi nella fase di post-produzione. La maggior parte dei materiali di stampa 3D possono essere levigati, puliti con dell’aria compressa e colorati per l’utilizzo finale.

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