Cos'è la stampa 3D e come funziona?

La stampante 3D è una sorta di macchina di tecnologia di prototipazione rapida. È una sorta di file modello digitale come base, utilizzando metallo in polvere o plastica e altri materiali incollabili per costruire oggetti stampando strato per strato. All'epoca, il software completa una serie di sezioni digitali attraverso il progetto CAD (Computer-Aided Design) e trasmette le informazioni della fetta a una stampante 3D, che impila strati sottili successivi fino a formare un oggetto solido. La più grande differenza tra una stampante 3D e una stampante tradizionale è che l'"inchiostro" che utilizza è una vera materia prima.

Il principio di funzionamento di una stampante 3D è fondamentalmente lo stesso di quello di una stampante tradizionale. Sono composti da componenti di controllo, componenti meccanici, testine di stampa, materiali di consumo e supporti. I principi di stampa sono gli stessi.

La stampante 3D progetta principalmente un modello tridimensionale completo sul computer prima della stampa, quindi lo stampa. Esistono molte forme di impilamento di strati sottili utilizzati nella stampa 3D. Le stampanti 3D di uso comune utilizzano FDM (Fused Deposition Modeling). L'accumulo fuso è anche noto come accumulo di fusibili. È un processo di riscaldamento e ablazione di materiali filamentosi hot-melt ed estrudendoli attraverso un ugello con un ugello fine. Dopo che il materiale di fusione a caldo è stato fuso, viene espulso dall'ugello e accatastati sul pannello o sul precedente strato di materiale solidificato. Dopo che la temperatura è inferiore alla temperatura di solidificazione, inizia a solidificarsi e il prodotto finale si forma attraverso l'accumulo di strati di materiali.

Tra le tecnologie di stampa 3D, FDM ha la struttura meccanica più semplice, il design più semplice e il minor costo di produzione, i costi di protezione e il costo del materiale. Pertanto, è anche la tecnologia più utilizzata per le stampanti 3D desktop in-home. Il processo di lavoro viene prima modellato da un software di modellazione computerizzati, se si dispone di un modello già pronto, come modelli animali, personaggi o costruzioni in miniatura, ecc. Il formato di file standard per la collaborazione tra software di progettazione e stampante è il formato di file STL. Un file STL utilizza facce triangolari per approssimare l'aspetto di un oggetto. Più piccolo è il triangolo, maggiore è la risoluzione della superficie risultante. Quindi copiarlo sulla stampante 3D tramite la scheda SD o collegare direttamente il computer e la stampante 3D con un cavo USB e, dopo aver configurato la stampa, la stampante può stamparli. Nel processo di stampa, la stampante legge le informazioni di sezione trasversale nel file, riattiva le sezioni trasversali con materiali hot-melt e stampa queste sezioni trasversali strato per strato, quindi crea un'entità.

La caratteristica di questa tecnologia è che può creare oggetti di quasi tutte le forme. Lo spessore della sezione trasversale stampata dalla stampante (cioè la direzione dell'asse Z) e la risoluzione nella direzione del piano, o cioè la direzione dell'asse X-asse-Y, viene calcolato in dpi (pixel per pollice) o micrometri. Lo spessore generale è di 100 micron, o 0,1 mm, e alcune stampanti possono stampare uno strato sottile come 16 micron. La direzione del piano può stampare la risoluzione vicino alla stampante laser. Il diametro della "goccia d'inchiostro" stampata è generalmente da 50 a 100 micron. Di solito ci vogliono diverse ore o diversi giorni per creare un modello usando metodi tradizionali, a seconda della scala e del grado di disordine. L'uso della tecnologia di stampa tridimensionale può ridurre il tempo a diverse ore, ovviamente, è determinato dalla funzione della stampante e dalla scala e dal grado del disordine del modello.

Le tecniche di produzione tradizionali come lo stampaggio a iniezione possono produrre prodotti polimerici a un costo inferiore, mentre la tecnologia di stampa tridimensionale può produrre un numero relativamente piccolo di prodotti in un metodo più veloce, più flessibile e a basso costo. Una stampante 3D su scala desktop può soddisfare le esigenze dei progettisti o dei team di sviluppo concettuale per realizzare modelli.