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Cos'è la Stampa 3D? Come funziona?
Su Wikipedia la definizione di Stampa 3D è questa:
"per stampa 3D si intende la realizzazione di oggetti tridimensionali mediante produzione additiva, partendo da un modello 3D digitale." • [Fonte Wikipedia]
Stringata, ma assolutamente efficace.
La stampa 3D infatti non è altro che il processo per cui un oggetto viene formato grazie alla composizione di strati di materiale uno sopra all'altro da parte di una stampante 3D guidata da un computer e dall'elaborazione di un modello digitale che contiene tutte le istruzioni.
Questo processo quindi inizia sempre con un modello 3D digitale, realizzato tramite un software che definisce la forma e la struttura dell'oggetto da realizzare, ma non solo... anche la definizione dei layer (ovvero degli strati da comporre) e che soprattutto traduce tutte queste informazioni nel linguaggio macchina nel file G-code da inviare alla stampante.
Non solo un disegno... è proprio il primo step per la realizzazione di un’idea.
Da qui in poi tutto dipende dalla tecnologia di stampa che si sceglie e dal materiale, due elementi che andranno a definire aspetto, proprietà e funzionalità dell’oggetto stesso.
Vuoi sapere qualcosa in più?
Facciamo quattro passi…
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Facciamo quattro passi…
La tecnologia 3D nasce negli anni ’80 da Chuck W. Hull con la definizione della stereolitografia, ovvero della tecnica di creare oggetti tridimensionali tramite la solidificazione di resina, sensibile alla luce ultravioletta, in strati sovrapposti. In poche parole: il fascio di luce, guidato dal computer, “disegna” ogni strato dell'oggetto sulla superficie liquida del materiale che si indurisce e si polimerizza.
Questo concetto va proprio a definire una delle maggiori tecniche della stampa 3D, spesso conosciuta come manifattura additiva per questa sua caratteristica di stratificazione, un po' come una torta.
Chuck W. Hull ha così creato la prima stampante laser, che oggi conosciamo anche come tecnologia SLA.
Ma di tecniche ce sono diverse…
• Tecnologia FDM o estrusione di materiale:
il materiale, sotto forma di filamento plastico, viene sciolto ed erogato attraverso un ugello che va a creare la forma e gli strati per comporre l'oggetto.
• Tecnologia SLA e DLP, o polimerizzazione in vasca:
è proprio la tecnica brevettata da Chuck, ovvero il fotopolimero in soluzione liquida viene solidificato da un laser UV che lo colpisce in punti predefiniti per formare l'oggetto.
è proprio la tecnica brevettata da Chuck, ovvero il fotopolimero in soluzione liquida viene solidificato da un laser UV che lo colpisce in punti predefiniti per formare l'oggetto.
• Tecnologia SLS, DMLS, SLM o Powder Bed Fusion:
in questo caso il polimero è sotto forma di polvere che, colpita da una fonte ad alta energia, viene fusa e solidificata in punti precisi per formare l'oggetto.
in questo caso il polimero è sotto forma di polvere che, colpita da una fonte ad alta energia, viene fusa e solidificata in punti precisi per formare l'oggetto.
...queste sono le più comuni, ma naturalmente negli ultimi anni queste tecniche si sono evolute e rafforzate, e ne sono nate altrettante.
La scelta della tecnologia di stampa più adatta apre poi il mondo dei materiali, un mondo fatto di colori, consistenze, flessibilità, resistenza, rifiniture che possono portare a risultati differenti a seconda delle esigenze.
Il materiale più comune è sicuramente quello plastico (sia termoplastico che termoindurente), in quanto presenta una vasta gamma di proprietà fisiche adattabili a diverse funzionalità.
Il materiale più comune è sicuramente quello plastico (sia termoplastico che termoindurente), in quanto presenta una vasta gamma di proprietà fisiche adattabili a diverse funzionalità.
Le plastiche più comuni sono l’ABS, un materiale leggero ma robusto (il “mithril” dei Maker per parlare in termini Tolkeniani), oppure il PLA, meno flessibile e resistente, ma biodegradabile, e soprattutto presente in un’estesa varietà di colori (esiste anche trasparente).
Fermo, fermo, fermo: se stai già pensando che questa tecnologia, utilizzando preferibilmente plastica, sia nemica dell’ambiente ti lasciamo qualche spunto per ricrederti. Il tema ambientale infatti è diventato molto caro anche ai Maker e a chi ha fatto di questa tecnologia non solo uno strumento, ma anche un’opportunità.
Proprio per questo sono nate e si stanno evolvendo (anche mentre ti parliamo) moltissime realtà dedite alla produzione di materiali per stampare derivanti da materie di scarto come ad esempio fondi di caffè, vhs, pneumatici, o altri oggetti 3D da riciclare.
Proprio per questo sono nate e si stanno evolvendo (anche mentre ti parliamo) moltissime realtà dedite alla produzione di materiali per stampare derivanti da materie di scarto come ad esempio fondi di caffè, vhs, pneumatici, o altri oggetti 3D da riciclare.
Sei stupito?
Abbiamo parlato qui di qualcuna di queste realtà (anche italiane):
Insomma un mondo in un mondo.
Ecco perché la definizione di Wikipedia è efficace, ma stringata.
Ecco perché la stampa 3D non è solo “produzione”.
Ecco perché per noi è soprattutto opportunità.
Quale metodo di stampa è il migliore?
Questo sì che è un domandone.
Come per i materiali la scelta è sempre relativa a cosa si vuole realizzare.
Il processo di stampa generalmente mantiene il principio di manifattura additiva, ovvero di composizione di un oggetto tridimensionale attraverso la stratificazione di materiale.
Ciò che differisce è in che modo il materiale viene gestito, elaborato e composto.
Ci sono infatti stampanti che polimerizzano, altre che sciolgono il filamento, altre che ammorbidiscono e solidificano, alcune utilizzano materiali liquidi, altre polveri.
Insomma i metodi sono diversi, e sebbene perseguano lo stesso obiettivo di creare un oggetto solido e tridimensionale, possono portare a risultati diversi tra loro per funzionalità, proprietà fisiche o aspetto estetico.
Per sapere meglio qual è la tecnologia di stampa più adatta alla realizzazione del tuo progetto non c’è figura migliore del Maker.
Grazie alle sue competenze e alla sua esperienza potrà consigliarti sui vantaggi di un metodo rispetto all’altro, sui tempi e costi di realizzazione e sulle differenze in termini proprio di proprietà fisiche e di risultato estetico che potrebbe avere l’oggetto finito.
Trova il tuo Maker qui ► Lista Maker
Oppure chiedi consigli a tutti i Maker Certificati su Agorà3D tramite la Bacheca
Vuoi una piccola infarinatura sulle tecnologie di stampa più comuni?
Eccole qui:
• FDM (Fused Deposition Modeling) o FFF (Fused Filament Fabrication)
È la tecnica più utilizzata dove il materiale sotto forma di filamento plastico viene sciolto ed estruso da un ugello che deposita appunto il materiale disegnando la forma dell’oggetto e componendolo a strati.
Questa tecnica è adatta per la prototipazione veloce e a basso costo di parti semplici, come quelle che normalmente vengono lavorate in quanto non consente una risoluzione e precisione efficiente come invece fanno SLA o SLS. Tuttavia è possibile ottenere delle finiture di alta qualità tramite un post-produzione che implica processi di lucidatura meccanica o chimica.
• SLA (Stereolitografia)
È il primo metodo di stampa 3D brevettato negli anni ’80 da Chuck W. Hull.
Funziona con un polimero sotto forma di resina liquida foto-sensibile che viene solidificato strato per strato da un raggio laser.
I prodotti realizzati con questo metodo hanno una migliore risoluzione e precisione, dettagli più accurati e finiture superficiali più lisce rispetto a tutte le altre tecnologie di stampa 3D, ma il suo vantaggio principale è la versatilità. I materiali disponibili per questo tipo di stampa sono davvero tantissimi con una vasta gamma di proprietà ottiche, meccaniche e termiche in grado di imitare quelle delle termoplastiche industriali, standard e ingegneristiche.
• SLS (Sinterizzazione Laser Selettiva)
Il processo prevede che uno strato sottilissimo di polvere (0,1mm) venga disteso sulla piattaforma di lavoro, e venga colpito in modo preciso da un laser che solidifica il polimetro in polvere in base alla sezione della geometria, strato dopo strato.
Le parti prodotte tramite stampa SLS hanno delle caratteristiche meccaniche eccellenti, con una forza simile a quella delle parti create a iniezione. Il materiale più utilizzato per la sinterizzazione laser selettiva è il nylon,
• DLP (Elaborazione Digitale della Luce)
Questo metodo è molto simile al metodo SLA, tuttavia in questo caso non è il raggio laser a muoversi e colpire le parti da solidificare, bensì è la piastra di costruzione che si muove in basso in piccoli incrementi esponendo il polimero alla luce di un proiettore DLP che si indurisce.
Al termine della composizione il polimero rimasto liquido viene drenato lasciando il prodotto solidificato.
Come vedi le tecnologie di stampa 3D, i metodi, i materiali e i risultati sono molto differenti tra loro, e proprio per questo la Stampa 3D nella sua complessità e completezza può rispondere a tantissimi campi di applicazione: dall’hobbistica all’edilizia, dalla medicina all’alimentare fino al fai da te.
Definisci cosa vuoi.
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E poi contatta i nostri professionisti per toccare con mano quella che fino a poco fa sembrava solo un’idea in testa.
► Per modellare: lista Designer
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Quale materiale è meglio utilizzare?
Un altro bel domandone.
Come per le tecnologie di stampa la scelta è sempre relativa a cosa si vuole realizzare.
I materiali per la stampa 3D infatti non sono solo una caratteristica legata al colore o alla rifinitura, hanno proprietà diverse e possono essere utilizzati con determinate stampanti e metodi di stampa.
Per sapere meglio qual è il materiale più adatto alla realizzazione del tuo progetto non c’è figura migliore del Maker.
Grazie alle sue competenze potrà consigliarti su quale materiale sia più conforme alle funzionalità dell’oggetto da realizzare e potrà darti disponibilità di componenti di cui ha già esperienza e conoscenza.
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Vuoi una piccola infarinatura sui materiali più comuni?
Eccoli qui:
• TERMOPLASTICI | PLA, ABS
Questi sono i materiali più utilizzati dagli stampatori, generalmente sotto forma di filamento, in quanto leggeri, flessibili ma anche resistenti e durevoli.
L’ABS è il materiale più robusto, rigido ma anche leggero (lo abbiamo denominato il “mithril” dei Maker per parlare in linguaggio Tolkeniano), mentre il PLA è meno resistente, ma biodegradabile e presente in una vastità di colori (anche trasparente).
• RESINE
Generalmente vengono usate resine fotosensibili, sviluppate dai diversi brand di stampanti, che si solidificano quando sono coltiti da raggi laser.
Questa tecnologia funziona sempre a strati ma il risultato finale è notevolmente migliore, sia nella qualità delle superfici sia nelle forme che possono essere ricavate con la stampante.
• METALLI & CERAMICHE
Questi componenti sono sempre sotto forma di polveri e possono essere ceramica, alluminio, cobalto, acciaio… ma anche oro, argento e bronzo. La ceramica smaltata si ricava della sintetizzazione di polvere di ceramica, così come avviene per le polveri, e che poi subisce uno specifico processo ad alta temperatura che rende la superficie del modello stampato liscia e lucente. Questo tipo di materiale è utilizzabile, come tutte le ceramiche, per contenere cibi e liquidi, ma presenta alcune limitazioni come la scarsa qualità nei dettagli e la gamma di forme in cui può essere sintetizzata che devono essere preferibilmente curve e dolci.
• BIOMATERIALI
In campo medico la ricerca sempre più innovativa ed evoluta ha sviluppato materiali biologici che consentono di stampare tessuti umani a partire da strati di cellule
• ALIMENTARI
Avete sentito quella notizia della stampante 3D che stampa cibo? Ecco. Uno dei primi elementi utilizzati come materiale di stampaggio è stato il cioccolato a cui si sono aggiunti poi pasta, carne, ecc…
Al momento la ricerca sta continuando a fare passi avanti per evolversi, per perfezionare sempre più i materiali già in uso e per crearne di nuovi più ottimali e performanti.
• METALLI & CERAMICHE
Questi componenti sono sempre sotto forma di polveri e possono essere ceramica, alluminio, cobalto, acciaio… ma anche oro, argento e bronzo. La ceramica smaltata si ricava della sintetizzazione di polvere di ceramica, così come avviene per le polveri, e che poi subisce uno specifico processo ad alta temperatura che rende la superficie del modello stampato liscia e lucente. Questo tipo di materiale è utilizzabile, come tutte le ceramiche, per contenere cibi e liquidi, ma presenta alcune limitazioni come la scarsa qualità nei dettagli e la gamma di forme in cui può essere sintetizzata che devono essere preferibilmente curve e dolci.
• BIOMATERIALI
In campo medico la ricerca sempre più innovativa ed evoluta ha sviluppato materiali biologici che consentono di stampare tessuti umani a partire da strati di cellule
• ALIMENTARI
Avete sentito quella notizia della stampante 3D che stampa cibo? Ecco. Uno dei primi elementi utilizzati come materiale di stampaggio è stato il cioccolato a cui si sono aggiunti poi pasta, carne, ecc…
Al momento la ricerca sta continuando a fare passi avanti per evolversi, per perfezionare sempre più i materiali già in uso e per crearne di nuovi più ottimali e performanti.
Ma soprattutto molta ricerca è dedicata alla produzione di filamenti e materiale di stampa utilizzando scarti e riciclando prodotti anche di altri settori o generi.
Un modo per rendere la stampa 3D ancora più sostenibile:
abbattendo la produzione di massa e riciclando materiali ridandogli un’altra forma e un’altra vita.
Se vuoi conoscere qualche forma di materiale da riciclo e realtà (anche italiane) ne abbiamo parlato nel nostro Blog.
Ecco un po' di articoli:
Cosa si intende con progetto di design o design?
Con progetto di design o design o progetto 3D si intende uno o più file di formato opportuno generati da un software CAD tridimensionale che possono essere convertiti in un formato riconoscibile dagli strumenti di stampa 3D per la realizzazione dell’oggetto. (es. .stl, .obj, ecc).
Il design fondamentalmente è il progetto della casa.
Il designer il progettista.
E il maker è il muratore.
Il processo di stampa 3D inizia sempre con un modello 3D che, non è un semplice disegno, ma viene elaborato al fine di fornire alla stampante il set di istruzioni necessario per creare l'oggetto, ad esempio attraverso lo slicing, ovvero la suddivisione in strati orizzontali, che poi viene tradotta nel linguaggio macchina.
Per questo la figura del Designer è molto importante: non solo vi aiuterà a trasformare la vostra idea in qualcosa di concreto, ma utilizzerà strumenti e competenze professionali per comunicare alle tecnologie di stampa 3D come realizzare il prodotto tridimensionale.
Cerca subito tra i nostri professionisti chi darà la forma alla tua idea ► i nostri Designer
Perché è necessario avere un modello 3D o un file .stl?
Il disegno o progetto o file (spesso in formato .stl) è il progetto, ovvero la guida che contiene tutte le informazioni sull'oggetto da trasferire alla stampante per la realizzazione.
Non è quindi solo un disegno.
Il progetto infatti viene elaborato da un software CAD che consente di modellare un corpo solido considerando particolari caratteristiche e proprietà.
Il progetto infatti viene elaborato da un software CAD che consente di modellare un corpo solido considerando particolari caratteristiche e proprietà.
Un altro modo per ottenere il modello altrimenti è tramite l'utilizzo di uno scanner 3D che consente di replicare digitalmente un oggetto reale attraverso una scansione tridimensionale.
Il modello digitale ottenuto viene poi elaborato da un altro software/modulo che lo suddivide in layer, ovvero in strati bidimensionali (questo processo è definito slicing), e che va a configurare una serie di altri parametri relativi alla stampa (infill, velocità, spessore dei layer...).
Tutti questi dati vengono poi tradotti in uno specifico linguaggio macchina, entrando nel cosiddetto file G-Code, e diventando un vero e proprio set di istruzioni che possono essere interpretate correttamente dalla stampante 3D scelta.
In genere il formato usato per salvare un progetto da stampare è STL (Standard Trinagulation Laguage-To-Layer), ovvero un formato che scompone il progetto in triangoli che la stampante può riconoscere e riprodurre facilmente.
Ecco perché non è solo dare forma all'idea un passo importante per realizzare qualcosa di nuovo, ma anche elaborarla nel modo corretto per realizzare qualcosa di concreto e tangibile.
I nostri Designer sono professionisti che, oltre alla creatività e all'estro, hanno unito una importante conformazione tecnica nell'utilizzo di strumenti professionali e nella comprensione delle proprietà e parametrizzazione del modello da stampare.
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Posso chiedere un oggetto senza avere già il disegno?
Certo.
I nostri Designer possono aiutarti proprio in questo offrendoti le loro competenze professionali per modellare un oggetto sulla base delle tue esigenze e della tua idea, e aiutandoti ad arricchirlo con dettagli personali e unici.
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• richiesta preventivo: per ottenere una quotazione specifica relativa ad un particolare progetto/idea è possibile compilare la scheda del preventivo nel Profilo del Professionista che si vuole contattare.
Non servono informazioni tecniche professionali, bastano quelle più basiche, sarà poi il professionista a guidarti nella stesura dei dettagli necessari alla realizzazione del progetto/oggetto, utilizzando la chat interna sul preventivo.
La "richiesta preventivo" compilata e i relativi messaggi sono sempre a disposizione sia del Dreamer che del Maker & Designer nella relativa Scheda dell'Area Personale.
Non sai chi scegliere?
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