La stampa 3D è un processo che permette di fabbricare oggetti veri e propri partendo da un progetto digitale.

Mentre una normale stampante 2d crea dei documenti o immagini immettendo inchiostro su un supporto di carta, una stampante 3D usa un processo simile chiamato “additivo", appunto in tre dimensioni, depositando diversi materiali su un ripiano, sovrapponendo più strati fino a creare l'oggetto.

Le stampanti 3D esistono da molti anni, ma come tante altre tecnologie hanno iniziato a livello industriale, in versioni ingombranti a costo elevatissimo. Negli ultimi anni la stampa 3D si è rapidamente evoluta diventando ben presto una realtà alla portata di tutti, praticamente domestica e quotidiana.

Cosa sono le stampe 3D?

Le stampe 3D rappresentano una tecnologia innovativa che consente di creare oggetti tridimensionali a partire da modelli digitali. Questo processo è noto anche come fabbricazione additiva, poiché l'oggetto viene costruito strato dopo strato, aggiungendo materiale fino a ottenere la forma desiderata.

La stampa 3D, conosciuta anche come produzione additiva, è un processo che trasforma un modello digitale in un oggetto fisico tridimensionale. Questo avviene attraverso la deposizione successiva di strati di materiale, che possono essere plastica, resina, metallo o altri composti. I modelli digitali vengono creati utilizzando software di modellazione 3D, che permettono di progettare strutture complesse con alta precisione.

Le stampanti 3d utilizzano tecniche diverse da cui dipende la definizione del prodotto finale e la velocità del processo.

Le tecnologie per la costruzione di oggetti 3d sono le seguenti:

1) Le stampanti 3D a resina fotosensibile utilizzano una resina appunto fotosensibile per andare a realizzare un oggetto. Questa tecnica ha due sottobranche:

SLA (stereolitography) utilizza un processo di fotopolimerizzazione mediante fascio laser per solidificare una resina liquida. Contro: reperibilità, potenziale tossicità, costo delle resine, scarsa resistenza meccanica dei prototipi.

DLP (digital light processing), una vasca di polimero liquido è esposto alla luce di un proiettore DLP in condizioni di luce di sicurezza portando all’indurimento del polimero liquido. Il processo si ripete finché il modello non è costruito. I liquidi in eccesso vengono poi drenati dalla vasca.

2) Le stampanti 3D a polvere sinterizzata laser utilizzano un fascio laser per andare a realizzare l’oggetto.

3) Le Stampanti 3D a polvere indurita tramite inchiostro utilizzano un inchiostro particolare per andare ad indurire una polvere per realizzare l’oggetto:

PP (Plaster-based 3D Printing): Un metodo di stampa 3D che consiste in un sistema di stampa a getto d’inchiostro. La stampante crea il modello uno strato alla volta, spargendo uno strato di polvere (gesso o resine) e stampando con il getto d’inchiostro un legante nella sezione trasversale della parte. Il processo viene ripetuto finché non è stampato ogni strato. Questa tecnologia è l’unica che consente la stampa di prototipi interamente a colori. 

Pro e contro: grande velocità ma scarsa resistenza meccanica e porosità delle superfici.

4) Le Stampanti 3D per metalli utilizzano un fascio laser ad elevata potenza per andare a realizzare un oggetto in metallo. Esistono alcune varianti:

SLM (Selective Laser Melting): questa tecnica fonde totalmente il materiale in modo selettivo, utilizzando un laser ad alta energia. Il vantaggio è che le proprietà meccaniche e fisiche dell’oggetto sono identiche a quelle di un modello ottenuto per fusione tradizionale, senza la fragilità del materiale sottoposto a sinterizzazione.

5) Le stampanti 3D a Filamento Fuso utilizzano un filamento termoplastico per realizzare l’oggetto

FDM: La modellazione a deposizione fusa (fused deposition modeling, FDM) è una tecnologia sviluppata dalla Stratasys che si adopera nella prototipazione rapida tradizionale, usando un ugello per depositare un polimero fuso su una struttura di supporto, strato dopo strato.

Le tecniche appena descritte sono definite additive in quanto le stampanti 3d che adottano queste tecnologie, fabbricano gli oggetti strato dopo strato, utilizzando filamenti, polveri o resine.

La tecnica di costruzione sottrattiva è invece utilizzata dalle macchine a controllo numerico. Queste macchine permettono di modellare un blocco di materiale (acciaio, legno, alluminio, etc.) fino ad ottenere l'oggetto desiderato.

Tipi di Stampe 3D

• FDM (Fused Deposition Modeling): La tecnologia più comune, utilizza filamenti di plastica fusi per creare l'oggetto.

• SLA (Stereolithography Apparatus): Utilizza resine liquide che vengono solidificate da un laser, ideale per dettagli fini.

• SLS (Selective Laser Sintering): Usa polveri che vengono sinterizzate da un laser, adatta a materiali come il nylon.

• DLP (Digital Light Processing): Simile alla SLA, ma utilizza un proiettore di luce per solidificare la resina.

• Material Jetting: Funziona come una stampante a getto d'inchiostro, ma con materiali liquidi che si solidificano.