Cosa è la stampa additiva?

La stampa additiva, rappresenta uno dei più grandi traguardi nell’evoluzione del settore manifatturiero. Questa tecnologia permette di produrre parti e componenti direttamente da modelli digitali in un processo conosciuto come prototipazione rapida. Ma cosa è esattamente la stampa additiva?

Stampa additiva: definizione e funzionamento

La stampa additiva è un processo di produzione digitale basato sull’uso di tecnologie quali la modellazione CAD, la prototipazione rapida e l’assemblaggio di componenti. Questa tecnologia presenta molti vantaggi rispetto alla produzione tradizionale, in quanto consente la creazione di oggetti personalizzati con grande facilità e rapidità. Nella stampa additiva, l’oggetto è prodotto aggiungendo materiale fisico, piuttosto che riducendolo come nel processo di sottrazione.

Il funzionamento della stampa additiva dipende dal tipo di tecnologia usata. Tuttavia, esiste un meccanismo comune che può essere presente in tutti i diversi sistemi. Quando si avvia un processo di stampa, il sistema invia informazioni al dispositivo che controlla il posizionamento e la configurazione del materiale usato. Tali informazioni consentono di stabilire lo strato di materiale da stampare con precisione, senza necessità di modifiche manuali. Dato che viene aggiunto materiale piuttosto che tolto, gli oggetti vengono creati in pochi minuti e non c’è bisogno di rifinitura.

Uno dei vantaggi principali della stampa additiva è la sua flessibilità: con questa tecnologia è possibile produrre oggetti personalizzati con dettagli complessi e molte aree vuote all’interno dello stesso oggetto. Inoltre, la stampa additiva favorisce la produzione di prototipi che possono essere testati per trovare soluzioni innovative prima che vengano utilizzati i più costosi metodi industriali tradizionali.

Le caratteristiche dell’additive manufacturing

La produzione additiva è una tecnologia di produzione che cambia il modo in cui i prodotti vengono progettati e realizzati. Si basa sulla fabbricazione di parti e prodotti utilizzando un processo di stampa tridimensionale. Le principali caratteristiche della stampa additiva sono la velocità, la personalizzazione, la riduzione dei costi e la versatilità. 

I metalli sono sempre stati tra i più importanti materiali nel mercato della produzione additiva, e negli ultimi anni gli investimenti nella stampa 3D in metallo sono cresciuti notevolmente.

La velocità è uno dei più grandi vantaggi della stampa 3D, poiché consente ai produttori di realizzare parti e prodotti in tempi molto più rapidi rispetto al produrre tradizionale. Con la tecnologia di stampa 3D, i prodotti possono essere progettati in pochi minuti e poi stampati direttamente, senza la necessità di utensili o macchinari specializzati.

Grazie alle nuove tecnologie di stampa come quella additiva, i prodotti possono anche essere personalizzati. Molte stampanti 3D consentono agli utenti di aggiustare le dimensioni, il colore o altre caratteristiche del prodotto in base alle specifiche esigenze del cliente. Questa flessibilità permette di soddisfare la domanda di prodotti personalizzati o a edizione limitata.

Le stampanti 3D a modellazione a deposizione fusa (FDM) creano le parti fondendo ed estrudendo il filamento termoplastico. La stereolitografia (SLA) polimerizza resina liquida con un laser. La sinterizzazione laser selettiva (SLS) usa un laser ad alta potenza per fondere piccole particelle di polvere di polimeri.

Un altro aspetto positivo della stampa 3D è la riduzione dei costi associata alla sua produzione. A causa della rapida produzione, la stampa 3D può presentare costi significativamente più bassi poiché richiede meno materiale e manodopera rispetto a un processo di produzione tradizionale. Anche i tempi di consegna sono più brevi, ciò consente un maggiore risparmio economico poiché non è necessario aspettare l’arrivo dei materiali da un fornitore lontano.

Infine, c’è un certo grado di versatilità nella stampa 3D che può essere sfruttato a seconda delle esigenze individuali. Questa versatilità offre la possibilità di progettare parti speciali o prototipare modelli complessi in poco tempo, con la possibilità di personalizzare ulteriormente le parti prima della produzione finale. Questa flessibilità può avere grande impatto anche su settori come l’ingegneria meccanica, l’architettura e l’industria aerospaziale.

I materiali vengono depositati strato dopo strato nella manifattura additiva

La stampa additiva può essere utilizzata per produrre molti oggetti diversi come componenti meccanici complessi, gioielli, mobili, protesi medicali e parti di aeromobili. Il processo di stampa inizia con l’acquisizione di file digitali contenenti informazioni dettagliate circa il modello desiderato. Questo file viene caricato in una macchina di stampa 3D, a seconda del tipo di stampante e del materiale da stampare, il modello può essere creato in vari materiali come plastica, metallo, ceramica e persino cera liquida. Una volta caricato il file digitale, la stampante 3D inizia a costruire l’oggetto seguendo le istruzioni fornite dal file.

I materiali vengono depositati strato dopo strato fino a completare il modello desiderato. In genere la stampa 3D richiede più tempo rispetto ad altri metodi di produzione come la fabbricazione di semi-lavorati o la fusione di metalli . Tuttavia, i tempi di stampa possono essere ridotti al minimo se si usano le tecniche e le tecnologie più recenti.

Ci sono diversi metodi e macchine per la stampa 3D che usano diverse tecnologie.

L’ additive manufacturing (stampa additiva) è una tecnica emergente della produzione manifatturiera digitale moderna che permette la creazione di forme e design complessi con l’impiego di materiali altamente specializzati partendo da un modello 3D. In generale, la stampa 3D è una tecnica meccanica che converte modelli digitali in oggetti fisici usando materiali compositi resistenti e durevoli.

Ci sono più metodi e macchine per la stampa 3D che usano diverse tecnologie. La stampa 3D FDM (Fused Deposition Modeling) è uno dei metodi più innovativi e più usati. Questa tecnologia utilizza spire sottili di polimeri oppure filamenti plastici che sono trasformate in prototipi tridimensionali. Ogni strato della forma è definito da un modello ed è stampato dalla macchina in seguito al riscaldamento di un ugello con lo strato dato e deposizione su un letto di costruzione. La tecnologia per l’estrusione di materiale su strati ultrasottili è conosciuta come SLA (Stereolithography). In questo caso, il processo comporta l’utilizzo di un raggio UV per sezionare una lastra curva. A questo punto, quando il liquido polimerico protettivo raggiunge la luce del raggio, c’è un indurimento delle applicazioni di materiale definito da un modello CAD.

Sono disponibili più tipi di stampanti 3D, tra cui la SLS (Selective Laser Sintering) e la Polyjet.