Stampante 3D: come funzionano i migliori filamenti e cosa sono - spiegati semplicemente

stampa 3D sta guadagnando sempre più notorietà. Questo articolo spiega come funziona una stampante 3D, quali filamenti usi per stampare modelli impressionanti e alcuni consigli pratici.

Come funziona una stampante 3D?

Stampanti 3D, ci sono una monetina una dozzina. Di conseguenza, esistono varie tecniche su come la stampante crea un modello. Fondamentalmente, tuttavia, tutte le stampanti possono essere assegnate a una delle quattro diverse tecniche.

• Da un lato c'è la stereolitografia ("SL" o "SLA"). La stampante ha un bagno in cui è presente fotopolimero liquido. I fotopolimeri sono materiali plastici che si induriscono se esposti alla luce. Le stampanti di solito funzionano con resina acrilica, epossidica o vinilestere. Uso di un laser è la resina viene indurita. C'è un plateau nella vasca del fotopolimero, che si abbassa leggermente dopo l'indurimento di un livello (più in profondità nel bagno). Dopo che il modello si è completamente indurito, la plastica ha un'elevata resistenza e resistenza chimica. Il vantaggio di questo processo è la sua precisione: la stampante può anche stampare strutture di dimensioni micrometriche. Sfortunatamente, le stampanti per stereolitografia sono attualmente ancora molto costose.
• È anche nota la sinterizzazione laser selettiva ("SLS"). Per capire come funziona, immagina una pipa in cui è costruito di nuovo un altopiano. L'altopiano si trova all'inizio in alto. Prima di tutto, un rullo viene utilizzato per distribuire una plastica, una sabbia per stampaggio rivestita in plastica, una polvere di metallo o ceramica sul plateau. Un laser quindi guida sopra l'altopiano e riscalda alcuni punti della polvere in modo che si combinino e si crei il primo livello dell'oggetto. L'altopiano quindi scende un po 'e il processo ricomincia. Pertanto, un oggetto può essere costruita pezzo per pezzo. Ciò che è pratico qui è che il resto del materiale può fungere da materiale di supporto e - diversamente dalla stereolitografia - nessuna struttura di supporto deve essere stampata.
• Nella stampa 3D classica, la modellazione a deposizione fusa ("FDM"), la plastica liquida viene applicata su una superficie a strati usando un estrusore, che si indurisce immediatamente. Quindi la superficie si sposta leggermente verso il basso (o l'estrusore verso l'alto) e viene stampato il livello successivo. Le stampanti sono relativamente economiche e possono essere assemblate da sole con un po 'di know-how. Tuttavia, il materiale di supporto deve essere stampato per oggetti con "sporgenza", cioè oggetti che sono significativamente più larghi nella parte superiore che in quella inferiore. Inoltre, la precisione di stampa rispetto alla stereolitografia è relativamente imprecisa. Per gli appassionati e gli interessati, tuttavia, questa è esattamente la procedura giusta.

Quali filamenti ci sono?

Con la modellazione a deposizione fusa, stampi con i cosiddetti filamenti. Si tratta di rotoli su cui sono avvolti materiali termoplastici a forma di filo. Tuttavia, questo ci sono alcune differenze in base al tipo.

• I polilattidi ("PLA") sono più comunemente usati nelle stampanti. La plastica è principalmente ottenuta da fonti rigenerative, come l'amido di mais. Tuttavia, questo non è biodegradabile. La plastica è resistente agli alimenti e idrorepellente grazie al suo gruppo metilico. È anche ritardante di fiamma e resistente alle radiazioni UV per lungo tempo. Ma i risultati più grandi vantaggio quando stampa: Non v'è alcun odore sgradevole.
• Anche il copolimero di acrilonitrile-butadiene-stirene ("ABS") viene usato molto frequentemente. Questa plastica è una delle materie plastiche più utilizzate al mondo. È particolarmente resistente agli oli, ai grassi e alle alte temperature. Contrariamente al PLA, l'ABS è significativamente più difficile. Tuttavia, non è necessario inalare l'odore di questa plastica durante la stampa. Uno dei problemi principali quando si stampa la passività. Mentre il PLA aderisce bene a una lastra di vetro riscaldata, alcuni tipi di ABS aderiscono molto male nonostante il letto di riscaldamento molto caldo e il nastro biadesivo. Tuttavia, possono essere creati bellissimi modelli con ABS. Dopo la stampa, i modelli di solito hanno un colore opaco. Tuttavia, se si posiziona il modello sotto una cupola di vetro contenente un panno inumidito con acetone, il modello diventerà abbastanza liscio dopo un po 'di tempo: l'ABS è solubile in acetone, metil etil chetone o diclorometano.
• L'alcool polivinilico ("PVAL" o "PVOH"), prodotto dall'idrolisi del polivinilacetato, è molto pratico per i modelli con sporgenza. La particolarità di questa plastica è che è solubile in acqua. Ad esempio, in una stampante 3D con due estrusori, è possibile stampare un modello con PLA, ma la struttura di supporto con PVAL. Tuttavia, questa plastica non è adatta come filamento per stampare il modello reale, poiché l'acqua viene assorbita dall'aria e i modelli non dureranno a lungo.
• Il polistirene ad alto impatto ("HIPS") viene utilizzato principalmente come materiale di supporto per l'ABS. Questa plastica ha un'elevata resistenza agli urti e durezza, ma può essere sciolta dal limonene, che si trova ad esempio nell'olio di limone.
• Soprattutto esclusiva è la stampa con composti PLA. Questa è una miscela di PLA e particelle di altre sostanze. Quindi puoi anche stampare con legno o rame, ad esempio.
• I policarbonati ("PC") sono usati raramente nella stampa. Il vantaggio qui è l'altissima temperatura di fusione da 270 ° C a 300 ° C. Anche questa plastica ha elevata resistenza all'urto e resistenza al calore.
• Se si desidera stampare ingranaggi o viti che devono resistere a forti forze e non devono rompersi, si consiglia l'ammina di acido adipico poliesametilenico, noto anche come "nylon" o "PA".
• I filamenti "elastici" o "flessibili", che di solito sono composti da materiali diversi, sono spesso reperibili su Internet. Il più grande vantaggio è la flessibilità. Questo consente di stampare flessibili, modelli gommoso. Di norma, gli elastomeri termoplastici a base di uretano ("TPU") sono utilizzati come componente principale.
• Ma anche tazze e piatti è possibile stampare. Tutto ciò che serve è di plastica alimenti sicuri. Oltre al PLA, esiste anche il polipropilene ("PP"), anch'esso leggermente flessibile. Una combinazione alimentare di PLA e ABS è PETG, che è anche facile da stampare ed è molto resistente agli agenti atmosferici.

Come un lavoro di stampa?

In primo luogo, creare un programma CAD un modello 3D e salvarlo come un file STL.

• Questo file STL viene quindi caricato in un programma di slicing, come Cura o Slic3r.
• Nel programma di slicing, hai la possibilità di impostare le proprietà del modello, come la densità di riempimento o l'uso di strutture di supporto.
• Il programma converte quindi il modello 3D in un codice G. Questo contiene tutte le posizioni in cui l'estrusore dovrebbe spostarsi una dopo l'altra. Nel frattempo, il filamento viene estruso, in modo che un modello aptico viene creato.

Nel prossimo suggerimento pratico ti forniremo un'introduzione al programma CAD "Solid Edge", con il quale puoi creare molti modelli 3D pratici.