venerdì 2 agosto 2013

I 3 principali metodi di lavorazione per le stampanti 3D


Nello scorso articolo ( http://www.informatichissimo.net/2013/07/cosa-sono-le-stampanti-3d-e-come.html ) avevo parlato di cosa sono le stampanti 3D, a cosa servono e come funzionano in linea di massima, oggi vi descriverò invece i 3 principali ( e più utilizzati ) metodi di lavorazione di cui dispongono le stampanti 3D in commercio.

Stereolitografia laser

La stereolitografia laser è una tecnica di fabbricazione additiva ad alta precisione con cui si realizzano oggetti tridimensionali, in ambito industriale, partendo da file digitali generati da un software per il 3D.

La stereolitografia si basa sul fenomeno della fotopolimerizzazione; una soluzione liquida di resina plastica immersa in una vasca a base mobile è esposta in modo selettivo, in superficie, all'azione di un laser a luce ultravioletta.
Il raggio provvederà a scansionare la superficie del liquido, muovendosi in base alle coordinate della sezione trasversale della base dell'oggetto e in questo modo solidifica il primo strato di materiale.
La sezione consolidata è poi immersa nel liquido in misura pari al suo spessore prima di ripetere l'operazione per ogni singolo strato successivo: in ciascun passaggio, il laser disegna la sezione trasversale dell'oggetto che solidifica e si unisce alla precedente fino al completamento del modello.
Schema di funzionamento di una stampante con un processo di Stereolitografia Laser

Tecnologia Fdm ( Fused deposition modeling )

Le stampanti Fdm sono utilizzate sia per creare modelli concettuali, prototipi funzionali e stampi sia per piccoli lotti di produzione.
Nelle stampanti 3D con tecnologia Fdm troviamo filamenti di sostanze termoplastiche dotate di un'elevata resistenza allo stress meccanico e termico ( come per es. Abs e policarbonato ).

Nelle unità Fdm, il filamento plastico viene incanalato all'interno di un estrusore e da questo viene trasferito in un ugello riscaldato che porta il materiale alla temperatura di fusione e lo rilascia allo stato semifluido sul piano di lavoro, seguendo le istruzioni di stampa elaborate in precedenza dal software.
La testina di stampa è collegata a un meccanismo motorizzato guidato dal computer che governa con precisione la deposizione del materiale sugli assi tridimensionali ( x,y,z ) in più modi alternativi, cosi facendo l'oggetto viene creato strato dopo strato con molta precisione.
Schema di funzionamento di una stampante con tecnologia Fdm

Sinterizzazione selettiva a laser ( o sinterizzazione delle polveri )

Questo processo prevede la deposizione sul piano di lavoro mobile della macchina un sottile strato di materiale in polvere, principalmente leghe metalliche di titanio, acciaio inossidabile e alluminio, oppure polimeri termoplastici e ceramiche specificamente ottimizzate.

La polvere è prima pressata e poi esposta in modo selettivo dal laser che, guidato dal computer, traccia la sezione trasversale del modello fondendo e agglomerando tra loro i granuli.
La polvere non trattata all'interno della camera di lavoro agisce da supporto alle strutture più sottili e alle sporgenze del modello.
Dopo ciascun passaggio, la piattaforma si abbassa della quota corrispondente all'ultimo strato creato, prima di ripetere l'operazione fino al completamento del pezzo.

Al termine, l'oggetto è estratto e ripulito dalla polvere in eccesso ed è poi sottoposto ad eventuali trattamenti di consolidamento e finitura per raggiungere la resistenza ottimale e l'aspetto definitivo.
Questo tipo di tecnologia è impiegata per la costruzione di prototipi funzionali e per la produzione di piccole serie di oggetti finiti di struttura e geometria anche molto elaborata.
Schema di funzionamento di una stampante con tecnologia selettiva a laser

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