Stampa MJF e FDM: quali sono le differenze? Il confronto

La stampa additiva (stampa 3D) è nata negli anni ’80 e da allora si è evoluta in molte tecnologie diverse. Oggi i metodi di stampa tridimensionale più diffusi sono la stampa a filo FDM e la tecnologia Multi Jet Fusion (MJF), che HP ha introdotto per la prima volta sul mercato nel 2016 e che rimane la tecnologia additiva più innovativa. Non è sempre facile capire quale sia la tecnologia di stampa più adatta alle proprie esigenze. Questo articolo mette a confronto le due tecnologie di stampa 3D e ne rivela la funzionalità, i materiali più utilizzati, la destinazione d’uso, per facilitarvi la scelta del servizio di stampa.

Che cos’è la stampa FDM (modellazione a deposizione fusa)?

Per ottenere una stampa FDM occorre caricare una bobina di filamento termoplastico (PLA o ABS) nella stampante. La presenza dell’ugello è fondamentale, perché una volta che raggiunge la temperatura impostata, fonde il filamento con una testina di estrusione.

La testina di estrusione è fissata a un sistema che la fa spostare lungo tre assi. La stampante trasforma il materiale fuso in fili sottili e li depone strato dopo strato lungo un percorso determinato dal disegno. Ad ogni passaggio, il materiale raffredda e solidifica. Per accelerare il procedimento, a volte vengono collegate alla testa di estrusione alcune ventole.

Per completare un’area sono fondamentali più passaggi. Quando la stampante termina uno strato, la piattaforma di costruzione scende e la macchina inizia a lavorare sullo strato successivo. In alcune configurazioni della stampante, la testa di estrusione si sposta verso l’alto. Questo processo si ripete finché il pezzo non è completato. Questa tipologia di stampa va bene se dobbiamo stampare un singolo oggetto, ma non è adatta con i pezzi in serie, poiché i tempi di realizzo sono troppo lunghi.

Quali sono i materiali comunemente utilizzati nelle stampanti FDM?

I materiali che comunemente vengono usati nella stampa FDM sono il PLA e l’ABS, conosciuti come “acido polilattico” e “acrilonitrile butadiene stirene”. Tutti e due sono economici e disponibili in un’ampia gamma di colori.

• PLA: non è resistente agli urti o alle temperature superiori a 60°C, in compenso è un materiale biodegradabile e molto facile da stampare, oltretutto propone la migliore qualità superficiale per la stampa FDM.
• ABS: offre eccellenti proprietà di resistenza, ma richiede una buona ventilazione a causa del forte odore emesso durante la stampa. È necessaria una piattaforma di costruzione riscaldata per evitare deformazioni.

Per quali applicazioni vengono tipicamente richieste le stampe FDM?

Le stampe FDM vanno bene se dobbiamo stampare un singolo oggetto, ma non pezzi in serie in quanto i tempi di realizzo di un singolo prodotto è troppo lungo. Viene utilizzata questa tipologia di stampa per valutare le fasi iniziali di un progetto ed eseguire test.

• Fase di analisi dei primi concetti: con la stampa FDM è possibile stampare comodamente differenti concetti ed analizzare la forma e l’adattamento del pezzo effettivo, prima di perseguire con una funzionalità dettagliata.
• Fase di prototipazione: la stampa FDM è un buon espediente per eseguire test e prototipi simili a pezzi di produzione reali. In questo caso, si utilizzano strati sottili, tipicamente di 0,1/0,2 mm. Questa alternativa è idonea per ottenere un riscontro sulle sensazioni e sulle prestazioni.

Che cos’è la stampa 3D con tecnologia MJF?

Multi Jet Fusion è un sistema di produzione additiva ideato e prodotto da Hewlett-Packard (HP), introdotto sul mercato nel 2016. I prodotti finali hanno una finitura superficiale di qualità superiore, una migliore risoluzione e proprietà meccaniche più costanti rispetto ad altri processi come la Sinterizzazione Laser Selettiva (SLA) o l’FDM.

La stampa MDF è eseguita su un letto di polvere di nylon sfruttando la tecnologia di stampa a getto d’inchiostro brevettata. La stampante inizia a colorare di nero i diversi punti utili a realizzare l’oggetto. Successivamente le lampade alogene fanno innalzare la temperatura fino a 180 gradi, andando a fondere i vari punti. Le parti che non sono state colorate, non vengono stampate ma scartate.

Il processo viene supervisionato da telecamere sensibili al calore che fanno in modo che la temperatura all’interno della cabina si mantenga sempre omogenea. I pregi di questa tecnica di stampa sono molti: garantisce un’ottima precisione, ha una tempistica di stampa notevole, ed è la scelta migliore per produzioni industriali.

Quali materiali possono essere utilizzati con le stampe MJF?

I materiali disponibili per le stampanti MJF sono limitati, ma dal punto di vista meccanico sono molto adattabili e attualmente sono disponibili in diversi materiali come PA11, PA12, PA12GF e polipropilene.

• PA12

Questo materiale in nylon è molto versatile e in termini di costi e qualità tiene il confronto con lo stampaggio a iniezione. È ideale per applicazioni sigillate, assemblaggi complessi, custodie e alloggiamenti.

• PA12-GF

In nylon in questo caso è rinforzato con fibra di vetro al 40% . Su questo materiale la stampa MJF offre dettagli migliori e di alta qualità. Riduce di molto i problemi di alterazione dei pezzi con ampie superfici planari.

• Nylon PA11

Fornisce una maggiore estensione a rottura e quindi una migliore resistenza agli urti ed elasticità perfetta per la realizzazione di interni automobilistici, articoli sportivi, incastri a scatto e ancora protesi, solette e cerniere viventi.

• Polipropilene

È un materiale che ha una resistenza chimica e una saldabilità molto alta. Inoltre assorbe poco l’umidità per prototipi e parti funzionali. Trova un’ampia gamma di applicazioni in particolare nel settore automobilistico, industriale, medico e dei beni di consumo.

A cosa servono le stampe MJF?

Le stampe MJF sono solide, complesse, precise e funzionali al 100%. Vengono richieste nella prototipazione rapida e nella produzione di bassi volumi.

• Prototipazione rapida: Le stampe MJF creano prototipi resistenti con proprietà meccaniche brillanti, per verificarne forma, efficienza e funzionalità.
• Produzione di tirature: Con la tecnologia MJF è possibile tralasciare altri metodi di produzione, come per esempio lo stampaggio a iniezione, perché dove bisogna realizzare parti complesse, con a tecnologia MJF, non è necessario ricorrere a stampi costosi e nemmeno sussiste l’obbligo di vincoli legati alla progettazione, che di solito sono necessari per la realizzazione di articoli ad iniezione.

Quando ci chiediamo se una tecnologia sia migliore di un’altra, bisogna sempre porci la domanda: cos’è meglio? Certamente, l’avvento della MJF ha rappresentato un salto di qualità in termini di facilità di produzione, qualità dei pezzi industriali realmente funzionali e competitività rispetto allo stampaggio a iniezione.