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Cosa sono le stampanti 3D?

Esistono diverse tipologie di stampanti 3D. Oggigiorno più diffuse basano il loro funzionamento sul processo di produzione additiva, ovvero creando l’oggetto uno strato alla volta, partendo da quelli sottostanti e man mano sovrapponendoli fino a coprire l’intera altezza. In questo caso il procedimento può avvenire per sinterizzazione laser selettiva (o SLS, “selective laser sintering”), ovvero scaldando degli appositi materiali, solitamente polveri metalliche o sostanze termoplastiche, per poi sistemarle nella posizione corretta. Con la modellazione a deposizione fusa (oppure FDM, dall’inglese “fused deposition modeling”) si ottiene lo stesso risultato, impiegando però un ugello riscaldato che alza la temperatura del materiale prima di depositarlo. In questo caso sono utilizzati dei filamenti, plastici o metallici, arrotolati su una sorta di matassa che viene progressivamente srotolata durante la stampa. In ambito industriale si impiega inoltre la tecnica della produzione per laminatura degli oggetti (o “laminated object manufacturing”), in cui ogni strato viene inciso da un laser prima di essere posizionato su quello sottostante. Questi sono i metodi maggiormente impiegati nell’ambito delle stampanti 3D, soggetti a continua evoluzione fin dai primi esperimenti degli anni ’80. Di recente, la miniaturizzazione delle componenti e la necessità di mantenere bassi i costi per facilitarne la distribuzione, hanno spinto verso una semplificazione dell’intero processo.

A cosa servono?

L’ambito d’azione delle stampanti 3D è stato fin dall’inizio quello industriale. Questo tipo di macchinario può infatti essere impiegato per la realizzazione di prototipi in modo relativamente rapido e poco costoso. Ciò consente ad ingegneri e designer di toccare con mano le loro creazioni senza bisogno di avviare un vero e proprio processo produttivo. Si pensi ad esempio al settore meccanico, dove le componenti di un motore o di una qualsiasi altra apparecchiatura possono essere stampate per un’analisi approfondita, anziché essere osservate esclusivamente sul monitor durante la fase di progettazione. Negli ultimi anni le cose sono un po’ cambiate. La stampa 3D non è più un’esclusiva delle grandi aziende, ma ha raggiunto anche l’ambito domestico. Per avere un’idea del trend, il popolare portale svedese The Pirate Bay ha aperto all’inizio del 2012 una sezione dedicata proprio alla condivisione dei file da dare in pasto a questa tipologia di stampanti, per realizzare modelli di qualsiasi tipo: dai giocattoli ai modellini, passando per loghi, rappresentazioni di quadri in tre dimensioni e molto altro ancora. In altre parole, gli unici limiti sono dettati dalla fantasia e dalle dimensioni della stampante. Ha fatto discutere la vicenda Liberator, una vera e propria pistola funzionante fai-da-te, i cui file sono finiti lo scorso anno sui circuiti P2P per essere scaricati da migliaia di utenti in poche ore. C’è poi chi ha scelto di ricorrere a questa tecnologia come mezzo espressivo per la propria arte: è il caso della stilista olandese Iris van Harpen, che ha vestito le modelle con una collezione di abiti da passerella interamente stampati in tre dimensioni.

Anche la medicina sta guardando con sempre maggiore interesse a queste tecnologie: si è già parlato più volte della possibilità di stampareprotesi o addirittura interi organi, con ricerche già avviate anche sulla riproduzione di tessuti e vasi sanguigni da impiantare nei pazienti laddove le tecniche tradizionali non dovessero rivelarsi efficaci.

Quanto costa la stampa 3D?

Il costo dei primi macchinari era proibitivo anche per le grandi aziende. Ora le cose sono decisamente cambiate e per chi desidera acquistare una stampante 3D l’investimento è piuttosto contenuto. Senza citare un produttore piuttosto di un altro, basta una semplice ricerca online per scoprire che alcuni modelli possono essere acquistati anche a meno di 1.000 euro. Ovviamente, chi è disposto ad un esborso economico maggiore potrà mettere mano a stampanti con funzionalità più avanzate e una migliore risoluzione, ma occorre partire dal presupposto per cui il mercato è in piena evoluzione e il prezzo è destinato a scendere mentre qualità e varietà dell’offerta sono destinate a moltiplicarsi.

Stampa 3D: quali materiali si usano?

Anche in questo caso la tipologia del materiale impiegato dipende dal tipo di stampante a disposizione. Si tratta principalmente di sostanze termoplastiche (per la tecnica FDM) e fotopolimeri. Nella sinterizzazione laser si usano invece spesso composti che hanno alla base un metallo, garantendo una resistenza più elevata del risultato finale. L’evoluzione della tecnologia sta portando rapidamente all’introduzione di nuovi materiali: tra questi anche la fibra di carbonio. Va poi fatta distinzione tra i materiali contrassegnati dalla sigla PLA e quelli ABS: i primi (PolyLactic Acid) sono derivati dall’amido di mais e quindi biodegradabili, mentre i secondi (Acrylonitrile Butadiene Styrene) vengono prodotti partendo dal petrolio e quando riscaldati emettono fumi potenzialmente nocivi per la salute. Questi ultimi sono però a volte preferiti per la loro migliore resistenza alle sollecitazioni meccaniche.Le “cartucce” di stampa sono composte nella maggior parte dei casi da filamenti utilizzati per la creazione del materiale di deposito. Il loro costo è estremamente variegato così come è difficile una valutazione complessiva del costo di stampa. In linea di massima occorre stimare qualche unità di euro per ogni centimetro cubo, ma la dimensione e la complessità del modello possono variare in modo determinante il preventivo finale.

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