Esistono diverse tipologie di stampante 3D. il funzionamento più semplice e diffuso utilizza la tecnica FDM (fused deposition modeling) che impiega un filamento di materiale plastico che si deposita strato per strato su un supporto piano fino a ottenere un oggetto in 3 dimensioni.
Altre tecniche di stampa 3D sono la SLS (Selective Laser Sintering) e DLP (Digital Light Processing), oltre a ulteriori metodologie usate per la realizzazione di oggetti in leghe metalliche e altri materiali.
Come funziona una stampante 3D con tecnologia FDM
La stampa in 3D avviene mediante un filamento costituito da polimeri presente in commercio in vari diametri. Questo viene riscaldato da una resistenza che può raggiungere temperature di 250°C e fatto passare attraverso un ugello dando forma all’oggetto strato dopo strato. In commercio esistono numerosi materiali che supportano la tecnica FDM: PLA (materiale di derivazione organica), ABS, Laywood (PLA misto a segatura), PVA e materiali gommosi come il Ninja flex.
Come funziona una stampante 3D con tecnologia SLS
La stampa in 3D avviene mediante una tecnica che si chiama sinterizzazione e può essere utilizzata anche per la stampa di oggetti metallici. La polvere di polimeri viene depositata strato su strato e poi fusa dal passaggio di un raggio laser che traccia le sezioni dell’oggetto. Le stampanti 3D con funzionamento SLS possono stampare anche parti sospese nel vuoto a sbalzo.
Alcune varianti della SLS sono la:
- DMLS (Direct Metal Laser Sintering) – il funzionamento è identico alla SLS, cambia solo il materiale di stampa che in questo caso è metallico
- SLM (Selective Laser Melting) – il funzionamento non prevede la sinterizzazione per la solidificazione dei granuli in polvere bensì li fonde totalmente in modo selettivo utilizzando un laser ad alta energia
Come funziona una stampante 3D con tecnologia DLP
La stampa 3D avviene mediante un proiettore che illumina le sezioni da stampare – mediante lampada UV – su una vasca colma di fotopolimero allo stato liquido. A ogni esposizione il liquido esposto si solidifica, la piastra di costrizione si muove verso l’alto di pochi decine di millimetri di modo che il polimetro liquido è di nuovo esposto alla luce. Il processo si ripete fino a che l’oggetto non è finito.
Il limite di questa tecnologia sta nel costo molto elevato della soluzione necessaria per la sintesi.
Una variante della DLP è la SLA (Stereolitografia) che utilizza un laser invece della lampada UV per il processo di foto polimerizzazione.
Come funziona una stampante 3D con tecnologia EBM (Electron Beam Melting)
La stampa 3D funziona mediante una sorgente di elevata energia composta da un fascio concentrato e accelerato di elettroni che colpisce un materiale in forma microgranulometrica provocandone la fusione completa. Il processo avviene sottovuoto e consente la lavorazione di materiali che altrimenti reagirebbero con l’ossigeno.
Come funziona una stampante 3D con PP (Plaster-based 3D Printing)
La stampa 3D avviene mediante la creazione del modello uno strato alla volta. La stampante sparge uno strato di polvere (gesso, amido e resina) e stampa un legante con il getto d’inchiostro nella sezione trasversale della parte. Questo processo si ripete fino a che non viene stampato ogni strato.
Questa tecnologia consente di realizzare delle sporgenze, infatti, la polvere non raggiunta dal legante fa da supporto al modello.
È una tecnologia molto veloce che consente di miscelare del colore al legante, creando oggetti con colori reali ma presenta forti limiti: i pezzi creati hanno una scarsa resistenza meccanica e le superfici presentano un aspetto poroso che può essere migliorato con trattamenti successivi con cere e polimeri tramite impregnazione.
