Tecniche di fabbricazione additiva

13. TECNICHE DI FABBRICAZIONE ADDITIVA Per fabbricazione bbricazione additiva, comunemente detta stampa 3D, si indica la realizzazione di modelli fisici mediante la sovrapposizione per strati successivi di materiale da costruzione. Con le tecniche di fabbricazione additiva il pezzo finito è costruito partendo da uno spazio di lavoro vuoto a differenza delle più classiche tecniche sottrattive (tornitura, fresatura, ecc.) in cui il pezzo è realizzato partendo da un blocco di materiale che dev essere lavorato fino a raggiungere la geometria desiderata. Per qualsiasi tecnica di fabbricazione additiva è possibile distinguere quattro fasi di lavoro, principalmente svolte con l impiego di specifici software: la progettazione del pezzo mediante CAD è la prima fase e può essere realizzata direttamente in 3D. Ottenuto il design voluto è necessario esportare il modello, sotto forma di superfici descritte da triangoli (triangolazione), utilizzando il formato .STL (3DSystems, 1986) concepito appositamente agli albori della fabbricazione additiva; il modello triangolato del pezzo è quindi passato a un software di preparazione alla stampa. Siccome la stampa avviene per strati orizzontali, il software affetta il modello 3D, in accordo con i TECNOLOGIE DI FABBRICAZIONE ADDITIVA Indurimento con laser Indurimento con proiettore lo standard ISO/A ISO/ASTM 52900 (aggiornato nel 2021) comprendente sette processi di stampa e conseguenti sedici tecnologie. parametri imposti dal progettista, creando così i percorsi per la stampante 3D. Altre importanti funzioni del software di preparazione riguardano l analisi della geometria, il posizionamento dei supporti in funzione dell orientamento di stampa scelto, la previsione del consumo di materiale e del tempo necessario alla stampa, la generazione del file contenente le istruzioni per la stampante; le istruzioni di stampa sono codificate con un linguaggio, spesso proprietario, che fornisce alla macchina tutte le informazioni per realizzare il modello. Dopo aver fornito alla macchina le istruzioni e il materiale da costruzione (eventualmente anche i materiali di supporto) è possibile avviare la fabbricazione dell oggetto; terminata la stampa è necessaria una fase di post-produzione composta di pratiche specifiche per le diverse tecniche di fabbricazione additiva. L interesse ottenuto e i conseguenti investimenti nel settore hanno permesso lo sviluppo di molteplici soluzioni di fabbricazione additiva. Gli enti di normazione hanno pubblicato nel 2015, con lo scopo di classificare la terminologia e classificare le tipologie di stampanti, Polimerizzazione in vasca Tecniche e principali soluzioni Le tecniche di fabbricazione additiva possono essere differenziate l una dall altra per la natura del materiale di costruzione impiegato (liquido, solido in fili, solido in polvere, solido in fogli) e per il principio fisico sfruttato (fig. 108). I materiali da costruzione possono essere chimicamente raggruppati in tre famiglie: polimeri, metalli e altri materiali (cera, gesso, carta, inerti); a ciò conseguono le tecnologie impiegate per l adesione degli strati di materiale stampato. La Stereolitografia (SLA, StereoLithography Apparatus), primo sistema a essere stato commercialmente disponibile, si basa sull indurimento di fotopolimeri liquidi mediante l uso di un fascio laser opportunamente focalizzato. La diffusione di stampanti a estrusione di polimeri termoplastici (FDM, Fused Deposition Modelling) è esplosa dopo il 2009 quando, a seguito della scadenza del brevetto su tale tecnica, i prezzi dei dispositivi si sono ridotti del 90% grazie Estrusione di materiale Indurimento Indurimento con LED e ossigeno per raffreddamento Getto di materiale Indurimento con luce UV Indurimento con luce UV Indurimento con calore Stampato e rettificato SLA DLP CDLP FDM GDP MJ NPJ DOD Stereolithography Digital Light Processing Continuous Digital Light Processing Fused Deposition Modelling Gel Dispensing Modelling Material Jetting NanoParticle Jetting Drop On Demand Plastica Plastica Plastica Plastica Compositi Gel Plastica Metallo Cera Fusione a letto di materiale Getto di leganti Aggregato con legante Saldato con legante e calore BJ MJF Binder Jetting Multi Jet Fusion Metallo Gesso Plastica Saldato con laser SLS Deposizione a energia diretta Saldato con fascio di elettroni DMLS / SLM EBM Selective Direct Metal Laser Sintering Electron Laser Sintering Selective Laser Melting Beam Melting Plastica Metallo Saldato con laser Saldato con fascio di elettroni LENS EBAM Stratificazione di fogli LOM Laser Engineering Electron Beam Laminated Object Net Shape Additive Manufacturing Manufacturing Metallo Fig. 108. Diagramma delle tecnologie di Fabbricazione Additiva secondo ISO/ASTM 52900:2021. 326 a cura di Alessandro Carpinelllo Metallo Metallo Compositi Carta