Stampa 3D

Nella tecnologia FDM (Fused Deposition Modeling – Modellazione a Deposizione Fusa) un materiale plastico sciolto (in rari casi un metallo) viene depositato strato dopo strato su un piano di lavoro creando un modello 3D.

Alla base di questa tecnologia c’è sempre un disegno 3D del pezzo creato con software CAD e un software di slicing che definisce il percorso del materiale. In tal modo la stampante 3D, tramite un ugello, rilascia il filamento estruso strato per strato.

I vantaggi dell’FDM stanno soprattutto nella velocità e nei costi ridotti di stampa, consentendo tempi di consegna molto rapidi a prezzi contenuti. I pezzi dimostrano anche un’ottima stabilità.

La stereolitografia (SLA) è la tecnica di stampa 3D industriale in uso da più tempo e funziona sfruttando le caratteristiche fotopolimerizzanti di alcune resine se esposte alla luce.

I fotopolimeri (ad es. resine epossidiche o sintetiche) sono immersi in un fluido composto dai loro stessi monomeri. Un raggio laser scandisce la superficie del liquido sulla base del modello CAD del pezzo da realizzare indurendo il materiale. Dopo la prima scansione la piattaforma si abbassa di alcuni millimetri in modo che la superficie si bagni di nuovo completamente per ricominciare il processo di irradiazione, formando così strato dopo strato il pezzo.

La stereolitografia trova uso nella modellazione, nel design e nella prototipazione, ma anche nella produzione di componenti funzionali, o di dimostrativi per modellatura.

Componenti compatti, alta precisione e risoluzione in tempi molto rapidi: attualmente la tecnologia MJF è quella più efficace nell’ambito della stampa 3D.

Un liquido conduttore (agente di fusione) viene distribuito su uno strato sottile di polvere (solitamente PA12). Il materiale viene quindi esposto a una fonte di calore a infrarossi. I punti tracciati dall’agente di fusione raggiungono temperature più alte del resto del materiale, fondendo.

Un punto a favore della tecnica MJF è certamente l’alta densità (quasi 100%) del pezzo, nonché la velocità di stampa, che è circa 10 volte superiore rispetto ad altri processi paragonabili.

Il PolyJet o Multi Jet Modeling è una delle tecnologie più ampiamente diffuse nella prototipazione rapida.

Una testina di stampa distribuisce goccioline microscopiche di fotopolimero, strato per strato, sulla piattaforma di lavoro per poi indurire il materiale mediante irraggiamento con lampada UV.

Il range di spessore degli strati consente un’estrema accuratezza e le superfici del pezzo sono lisce, con risultati qualitativamente comparabili alla tecnica di stampa a iniezione.

Con la tecnica PolyJet è inoltre possibile combinare materiali diversi, ad esempio solidi e gommosi, già durante il processo di stampa, per creare un pezzo dalle caratteristiche completamente nuove.

Nella sinterizzazione laser selettiva (SLS) un sottile strato di polvere (solitamente elastomeri o plastiche poliammidiche) viene distribuito sulla piattaforma di costruzione della stampante 3D. La polvere viene poi sinterizzata a laser come da modello 3D.

L’area di lavoro viene surriscaldata a una temperatura appena inferiore al punto di fusione del materiale, che si lega lungo i bordi da realizzare. In seguito a questa fase la piattaforma si abbassa di una misura pari allo spessore di uno strato e il processo ricomincia.
Strato dopo strato viene così stampato in 3D l’oggetto da realizzare.

I pezzi stampati si caratterizzano per l’elevata resistenza meccanica e termica e per la leggerezza. Con l’SLS è inoltre possibile realizzare sottosquadri o strutture che prevedono agganci.

La fusione laser selettiva o SLM è una delle tecniche di stampa 3D più versatili ed economicamente produttive in alternativa alla saldatura, fresatura o fusione.

Granuli di polvere di metallo vengono distribuiti strato dopo strato sulla piattaforma di lavoro e fusi a irradiazione laser lungo il contorno. Anche qui la piattaforma si abbassa dopo l’irradiazione per distribuire e fondere lo strato di polvere successivo. E’ possibile stampare eventuali strutture di supporto in contemporanea al pezzo stesso.

Il grande vantaggio della fusione laser è certamente la sua versatilità costruttiva, che consente di realizzare geometrie molto complesse e componenti mobili da materiali difficili da lavorare con tecnologie sottrattive.

Il materiale di scarto è minimo per un’ottima redditività. I materiali più comuni sono le leghe di alluminio, acciaio inossidabile e le leghe di cromo cobalto.

Tendenzialmente il prototipo base viene utilizzato per i primi test dimensionali e geometrici.

Per evitare errori in fasi avanzate è possibile effettuare stampe rapide con polimeri semplici.

Alla stampa 3D segue una “pulitura” standard che prevede la pulizia dei supporti e la rimozione dei difetti.

Ovvero quel prototipo che deve essere anche estetico. Oltre che essere stampato, sarà anche assemblato, pulito da supporti ed imperfezioni, carteggiato, stuccato e protetto.

Verrà poi verniciato con il RAL di riferimento.

Se si ha la necessità di avere un prototipo funzionale, con le caratteristiche del pezzo che verrà stampato con altri processi produttivi, spiegaci il tuo progetto. Lavoriamo polimeri come ABS, TPU e PC per avere caratteristiche sempre più simile agli stampati tradizionali.

In occasioni di mostre o esposizioni, le repliche possono essere utilizzate per sostituire gli originali: ad esempio, per riempire una vetrina vuota durante un prestito, oppure per prestare la replica al posto dell’originale, ovviando così ai rischi dovuti al trasporto.

Oggi è possibile riprodurre in modo molto realistico la maggior parte delle opere che ritroviamo all’interno dei Musei. Mentre la stampa 3D tradizionale utilizza quasi esclusivamente materie plastiche, le moderne tecniche di artigianato digitale permettono di utilizzare molteplici materiali, come pietra, marmo, ceramica, terracotta, rame e bronzo.

Attraverso un processo di scansione 3D, stampa 3D e finitura a mano realizziamo repliche realistiche di opere d’arte sacra, come statue da processione, bassorilievi e crocifissi.

E’ possibile ottenere repliche fedeli da utilizzare al posto delle originali in occasioni come processioni, celebrazioni ed eventi pubblici.

In queste occasioni, oggetti e opere sacre possono subire danni durante le operazioni di trasporto e di esposizione. E’ il caso, ad esempio, delle statue processionali, spesso in legno, sottoposte a urti, fumo di candele, sbalzi termici, vento e umidità.

In stampa 3D si utilizzano materie plastiche che permettono di ottenere repliche con una elevata resistenza agli urti, al calore, all’umidità e con un peso molto inferiore rispetto alle opere originali, facilitandone il trasporto e la gestione.

Realizziamo copie di reperti archeologici in modo fedele e realistico.

Le moderne tecnologie di scansione e stampa 3D, con particolari lavorazioni artigianali, ci consentono di replicare qualsiasi forma e di utilizzare materiali simili a quelli originali: repliche fedeli non solo nella forma, ma anche alla vista e al tatto.

Realizziamo copie destinate a mostre, dove l’utilizzo di un materiale simile a quello originale contribuisce ad aumentare il realismo delle repliche. E’ possibile utilizzare riproduzioni al posto degli originali, ad esempio per non lasciare una vetrina vuota durante un prestito, oppure per prestare la riproduzione stessa in sostituzione dell’originale, ovviando così ai rischi dovuti al trasporto.

La stampa 3D può essere impiegata con profitto all’interno di cantieri di restauro per ridurre i tempi e i costi degli interventi e per evitare il rischio di danneggiare le opere originali.

E’ possibile affiancare il restauratore in molte operazioni:

• realizziamo rilievi non a contatto di beni artistici di qualsiasi dimensione;
• realizziamo elementi mancanti per il restauro integrativo di beni artistici utilizzando materiali di vario tipo a seconda delle esigenze;
• realizziamo repliche di beni artistici a scopo divulgativo, di documentazione o come supporto per simulare l’intervento di restauro prima di intaccare l’opera originale;
• realizziamo restauri digitali, attraverso sistemi di modellazione 3D, per visualizzare digitalmente il risultato di un restauro prima dell’avvio dei lavori e facilitare in questo modo la progettazione dell’intervento stesso.