Come funziona una stampante 3D? - Chiaramente spiegato
Le stampanti 3D stanno diventando più economiche e più interessanti per gli utenti privati. Spieghiamo come funziona una stampante 3D e quali diversi metodi di stampa sono disponibili.
Funzionalità di base delle stampanti 3D
Esistono attualmente tre diverse tecniche di stampa 3D. Differiscono nel materiale di partenza utilizzato e nella tecnica di modellazione. Il principio di base è sempre lo stesso:
- Il modello per la stampa 3D non è un file di testo come con le normali stampanti, ma un modello 3D in quanto può essere progettato con software CAD.
- I tipi di file più comuni sono STL (Standard Triangulation Language), VRML (Virtual Reality Modeling Language) e X3D (Extensible 3D).
- La stampante 3D è "alimentata" con questi modelli. Il modello è quindi costruito con materiali fusibili, polvere o un certo liquido.
- Tutti e tre i comuni tipi di stampanti 3D applicano strati sottili che sono induriti individualmente.
Stampante 3D: come funziona la stereolitografia?
La stereolitografia (SLA) è stata sviluppata negli anni '80 ed è la più antica tecnologia di stampa 3D.
- La resina epossidica liquida, che si trova in una vasca, funge da materiale di partenza.
- C'è una piattaforma di sollevamento nella piscina che può essere spostata su e giù. Il modello 3D è stato creato su questo.
- All'inizio della stampa, l'ascensore si trova appena sotto la superficie della resina, da circa 0, 05 a 0, 25 mm.
- Un laser, che è attaccato sopra il bacino, indurisce il primo strato del modello.
- Ora l'ascensore si sposta leggermente verso il basso. A seconda del tipo di stampante e della natura in filigrana del modello, gli strati hanno uno spessore da 0, 05 a 0, 25 mm. La resina epossidica corre insieme sul primo strato, già indurito.
- Ora il livello successivo dell'oggetto è indurito e si adatta perfettamente al primo livello sottostante.
- Il modello 3D è costruito strato per strato dal basso verso l'alto.
- Il vantaggio del processo SLA è la superficie liscia del modello. Tuttavia, il liquido non trasporta parti sporgenti purché non siano completamente indurite. Per questo motivo, potrebbe essere necessario utilizzare strutture di supporto.
Come funziona una stampante 3D? Sinterizzazione laser
Selective Laser Sintering (SLS) o Selective Laser Melting (SLM) utilizza una polvere come materia prima. La polvere di poliammide 12 è principalmente usata. Tuttavia, come materiale di partenza sono possibili anche sabbia per stampaggio rivestita con plastica e metallo o polvere di ceramica.
- La sinterizzazione laser utilizza non solo un bacino, ma due bacini disposti uno accanto all'altro, ciascuno con una piattaforma di sollevamento.
- La polvere è la materia prima in una bacinella (a sinistra nella foto).
- Un rullo raccoglie la polvere e la fa rotolare sopra l'ascensore nella piscina vicina, che è all'inizio all'inizio.
- Un laser scioglie o sinterizza la polvere (nel caso della ceramica) in modo che si leghi e si indurisca. Viene creato il primo livello dell'oggetto.
- L'ascensore nella vasca della polvere si alza un po ', quello nella vasca dell'oggetto si abbassa leggermente.
- Il rullo applica il successivo strato di polvere al primo strato indurito dell'oggetto e il laser inizia nuovamente a indurirsi.
- Quindi il modello è costruito strato per strato dal basso verso l'alto.
- Il vantaggio del processo è la scelta versatile dei materiali. Inoltre, non è necessario disporre di supporti, poiché la polvere viene immediatamente indurita e portante.
- Contrariamente alla stereolitografia, gli oggetti hanno una superficie ruvida durante la sinterizzazione laser. Le stampanti sono anche molto costose e sono quindi più sviluppate per l'industria.
Fused Deposition Modeling (FDM): stampanti 3D per utenti privati
La modellazione a deposizione fusa (FDM) è il metodo più diffuso.
- Vengono utilizzati materiali che diventano liquidi o modellabili a caldo, ad esempio materiali termoplastici come PVA, PET e nylon, ma anche cioccolato e cera.
- Il materiale viene riscaldato in un ugello e liquefatto. Quindi viene applicato a un livello in determinati punti - molto simile alla stampa classica - e quindi raffreddato in modo che si indurisca.
- Come con gli altri processi, questo crea uno strato dopo l'altro.
- Un altro svantaggio è che il modello non si indurisce completamente immediatamente. Per questo motivo, potrebbe essere necessario pianificare strutture di supporto in.
- Ma le stampanti e i materiali sono relativamente economici, quindi sono adatti anche per utenti privati.