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GENNAIO-FEBBRAIO 2017 AUTOMAZIONE OGGI 395 123
o altro oppure sono resi disponibili
dalle comunità di sviluppatori come
Thinginverse ( ).
Da oltre trent’anni il formato di file
STL, creato da 3D Systems, è lo stan-
dard di riferimento per trasferire le
informazioni tra i programmi CAD e le
stampanti 3D, tuttavia questo formato,
che rappresenta un solido attraverso la
discretizzazione della sua superficie in
triangoli può descrivere solo in modo approssimato la geometria
superficiale di un oggetto tridimensionale senza rappresentarne
il colore, il materiale o altri attributi comuni del modello CAD. Dal
2012, è stato introdotto anche il formato AMF (Additive Manu-
facturing File Format) per superare queste limitazioni. Il file STL o
AMT descrive le superfici esterne chiuse del modello CAD origi-
nale e costituisce a sua volta la base dell’elaborazione delle slice
(fette) da trasferire alla macchina (fase 3). I programmi software
(slicer come Cura e Slic3r) per la stampante 3D leggono il mo-
dello in formato STL e generano le istruzioni GCode per gli strati
che la macchina dovrà realizzare. La quarta fase, in cui avviene
l’effettiva costruzione dell’oggetto, include anche le operazioni di
set up della macchina, la realizzazione e la rimozione del prodot-
to che verrà poi sottoposto alle operazioni successive di finitura
in base ai requisiti di utilizzo finale. I due elementi fondamentali
da considerare per realizzare un prodotto con le caratteristiche
desiderate in un processo AM sono la tecnologia e il materiale.
Le sette tecnologie per la stampa 3D
Ripercorriamo insieme le principali tecnologie per la stampa 3D.
Power bed fusion: l’energia termica di un fascio laser ad alta poten-
za (Laser beam melting, LBM) o di un fascio di elettroni (Electron
beam melting, EBM) fonde selettivamente le aree di un letto di
polvere depositato con un rullo, successivamente si deposita un
secondo strato di polvere per ripetere il processo e ottenere l’og-
getto desiderato; questa tecnologia è ideale per i metalli e adatta
ai polimeri per la prototipazione e per la produzione di pezzi in
ambito industriale o medico. È compatibile con un’ampia gamma
di materiali e non richiede supporti perché la polvere stessa fun-
ge da struttura di sostegno, tuttavia presenta limitazioni dimen-
sionali, una velocità di lavorazione piuttosto bassa in particolare
per la tecnologia SHS (selective heat sintering o sinterizzazione
termica selettiva) e utilizza una potenza elevata. Inoltre, la qua-
lità della finitura ottenuta dipende dalle dimensioni dei grani di
polvere utilizzati.
Directed energy deposition: utilizza l’energia termica concentrata
di un fascio laser, di un fascio di elettroni o di un arco al plasma
per fondere il materiale mentre lo stesso viene depositato da una
testina montata su un braccio multiasse che permette il movi-
mento in più direzioni su una superficie. Si ripete l’operazione
strato dopo strato fino a ottenere l’oggetto tridimensionale. Simi-
le al processo di estrusione, questa tecnologia è adatta ai metalli
per la produzione o la riparazione e ha interessanti applicazioni
industriali.
Sheet lamination: più lamine di materiale sono saldate a ultrasuo-
ni o incollate e quindi posizionate su un piano e tagliate strato
per strato per ottenere la forma voluta. È una tecnologia compa-
tibile con l’impiego di metalli e carta per la prototipazione e per
la produzione di pezzi. Offre alta
velocità, bassi costi e facilità nella
movimentazione del materiale,
tuttavia la finitura può richiedere
ulteriori lavorazioni. La robustez-
za e l’integrità dei modelli varia in
funzione dell’adesivo.
Binder jetting: strato dopo strato
un legante liquido viene deposi-
tato selettivamente dalla testina di
stampa per unire gli strati del materiale in polvere depositato in
precedenza con un rullo. Questa tecnologia è adatta ai metalli e
ai polimeri per la prototipazione, la produzione di pezzi e stam-
pi per pressofusione. Consente di realizzare pezzi in un’ampia
gamma di colori, è un processo rapido e offre una buona finitura,
tuttavia non è sempre adatta alla realizzazione di parti strutturali
a causa delle caratteristiche del materiale legante. Può inoltre ri-
chiedere onerose operazioni post-lavorazione.
Material jetting: una testina deposita selettivamente gocce di
resina fotopolimerica, strato dopo strato, analogamente a quan-
to avviene in una stampante a getto d’inchiostro tradizionale. Il
materiale depositato poi solidifica per creare l’oggetto tridimen-
sionale. Questa tecnologia è adatta ai polimeri e alle cere per la
prototipazione e i modelli di fusione, offre un livello minimo di
scarto, elevate precisioni e permette di utilizzare più materiali e in
diversi colori, ma è limitata all’utilizzo di cere e polimeri e spesso
richiede materiale di supporto.
Foto tratta da www.flickr.comLos Alamos National Laboratory
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