Con cosa stampa una stampante 3D?

Se in precedenza le stampanti 3D (macchine controllate da computer che creano parti utilizzando un metodo additivo) che stampano modelli tridimensionali venivano utilizzate solo in condizioni di produzione, oggi quasi chiunque può acquistare un dispositivo per uso personale. Usandoli puoi creare quasi tutto: dai piccoli ninnoli alle armi e persino agli edifici.

Tecnologie di stampa 3D

La tecnologia di stampa additiva è stata sviluppata negli anni '80 del secolo scorso. Le stampanti 3D si diffusero all'inizio del 21° secolo.

Il principio di funzionamento delle macchine per la stampa di parti tridimensionali può essere suddiviso in 3 fasi:

• creazione di un modello nel programma;
• elaborazione del modello tramite software;
• formazione (stampa) di un oggetto mediante stratificazione di materiale.

Esistono diverse tecnologie di stampa additiva, tra cui:

1. Metodo della deposizione fusa (FDM). I modelli vengono creati disponendo fili fusi di cera, metallo o plastica in un determinato ordine.
2. Stereolitografia (SLA). Come base per l'oggetto viene utilizzato un polimero liquido che si indurisce sotto l'influenza della radiazione laser.
3. Fusione laser selettiva (SLM).Una tecnologia in cui le parti metalliche di componenti e assiemi vengono create da trucioli metallici secondo modelli matematici.
4. Stampa digitale LED (DLP). La tecnologia prevede l'uso di plastica liquida, che si indurisce sotto l'influenza della luce ultravioletta.

RIFERIMENTO! Uno degli ultimi sviluppi degli scienziati sono le biostampanti, la cui tecnologia di stampa prevede la creazione di organi e tessuti. Gli oggetti vengono creati collegando goccioline contenenti cellule viventi, che devono poi iniziare a dividersi, crescere e modificarsi.

Con cosa stampa una stampante 3D?

A seconda del campo di applicazione e dello scopo del dispositivo, è possibile utilizzare diversi materiali per creare modelli tridimensionali.

Plastica ABC

Il nome scientifico della plastica è acrilonitrile butadiene stirene. È uno dei migliori materiali di consumo per la modellazione volumetrica, poiché presenta molte qualità positive: resistenza agli urti, elasticità e resistenza all'usura. Inoltre, la plastica ABC è atossica e inodore. È possibile acquistare il materiale sotto forma di bobine di fili sottili.

IMPORTANTE! Dalla plastica ABC è possibile creare solo modelli monocolore e densi. I prodotti saranno durevoli e non perderanno il loro aspetto e la loro qualità se conservati lontano dalla luce solare diretta.

Acrilico

A differenza della plastica ABC, l'acrilico può essere utilizzato per stampare modelli trasparenti. Il suo punto di fusione supera i 240 gradi Celsius, di cui bisogna tener conto, poiché l'acrilico si indurisce molto rapidamente durante il raffreddamento.

IMPORTANTE! Le bolle d'aria formate nell'acrilico possono rovinare l'aspetto del prodotto finito.

Calcestruzzo

Per la stampa su macchine additive vengono utilizzati nuovi tipi di calcestruzzo, quasi identici ai materiali da costruzione in pietra. Ad oggi sono stati creati solo campioni di prova. Dispositivi enormi possono stampare una piccola casa in meno di un giorno.

Carta

I modelli di carta stampati su stampanti 3D vengono spesso utilizzati per creare prototipi di progetti informatici. I modelli stessi non sono durevoli o attraenti nell'aspetto, ma vengono creati a velocità record. I dispositivi che utilizzano la carta come materiale di consumo creano modelli incollando uno strato su un altro.

IMPORTANTE! La carta è uno dei materiali più accessibili e diffusi per modellare in casa.

Idrogel

Il materiale morbido, biocompatibile con i tessuti viventi, viene utilizzato nella modellazione 3D per creare vari dispositivi di trasporto in grado di trasportare farmaci in profondità nel corpo umano.

Pertanto, gli scienziati statunitensi hanno creato robot la cui altezza non superava 1 cm, sulla cui superficie sono state posizionate cellule del tessuto cardiaco che, una volta contratte, le hanno messe in movimento. Si prevede che in futuro tali robot saranno in grado di partecipare alla diagnosi e al trattamento di molte malattie di varia gravità.

Gesso

I materiali in gesso nella stampa 3D sono diffusi quanto la carta, l’acrilico o la plastica. I modelli realizzati con essi non sono particolarmente durevoli, ma il costo accessibile copre completamente questa circostanza. I prodotti in gesso vengono utilizzati per progettare progetti di presentazione.

Fibra di legno

La fibra di legno è un materiale innovativo. L'idea della creazione appartiene al famoso inventore Kai Party.La fibra, costituita da materiali sintetici e legno naturale, ha proprietà simili al polilattide. I prodotti realizzati con esso sono simili a quelli realizzati in quercia naturale o betulla, ma a differenza di essi sono molto più resistenti e durevoli.

IMPORTANTE! Oggi la fibra di legno viene utilizzata solo nelle stampanti RepRap.

Ghiaccio

Con le stampanti 3D si possono realizzare anche figure di ghiaccio di straordinaria bellezza. Dal 2006, grazie agli sviluppi di due scienziati canadesi, è diventato chiaro che non solo l'acrilico e la carta possono essere utilizzati come materiali di consumo per la stampa 3D. Una miscela di acqua ed etere metilico a temperature inferiori a 22 gradi si trasforma in piccoli oggetti che, ovviamente, non sono particolarmente durevoli e resistenti.

Polvere metallica

Grazie all'uso della polvere metallica, è diventato possibile creare prodotti altamente durevoli: parti e pezzi di ricambio per apparecchiature ed elettronica e persino gioielli sono stampati con metalli preziosi leggeri e loro leghe, come rame, alluminio, oro e argento.

IMPORTANTE! I prodotti realizzati con tale polvere hanno un'elevata conduttività termica. Per neutralizzarlo vengono aggiunti trucioli di ceramica.

Nylon

Il nylon viene spesso utilizzato nella modellazione tridimensionale, poiché le parti create con il suo aiuto sono morbide ed elastiche.

IMPORTANTE! Il nylon presenta molti svantaggi, inclusa la tossicità.

Policaprolattone

Il policaprolattone è considerato uno dei materiali di consumo più popolari per la modellazione additiva. Si scioglie bene sotto l'influenza di temperature sotto lo zero, si indurisce rapidamente, è biodegradabile e assolutamente innocuo.

Policarbonato (PC)

Il policarbonato è una plastica che può mantenere le sue caratteristiche e proprietà sotto l'influenza di diverse temperature. Utilizzato per creare modelli pesanti.

Polilattide (PLA)

Il polilattide è riconosciuto come il materiale più sicuro e rispettoso dell'ambiente. È ottenuto da insilato e biomassa di barbabietola e mais. Tra gli svantaggi del polilattide ci sono la sua fragilità e la capacità di decomporsi sotto l'influenza del calore e della luce.

Polipropilene (PP)

Il polipropilene è riconosciuto come la massa plastica più leggera conosciuta al mondo. Resiste bene all'abrasione, ma si scioglie meno bene. Cambia forma al freddo ed è instabile all'ossigeno.

Polifenilsulfone (PPSU)

Somigliante all'aspetto del normale vetro, il polifenilsulfone è molte volte più resistente del polipropilene. È arrivato alla modellazione 3D dall'industria aeronautica ed è stato riconosciuto come il miglior materiale per la creazione di prodotti con elevata resistenza al calore e durezza.

Polietilene a bassa densità (HDPE)

Il polietilene si trova nella vita di tutti i giorni in quasi ogni passo. Viene utilizzato per realizzare contenitori in plastica per bevande, pellicole e contenitori per imballaggio, tubi in PVC, ecc. È leader nella stampa 3D, poiché può essere utilizzato in qualsiasi tecnologia conosciuta.

Cioccolato

Le stampanti 3D “powered by Chocolate” diventeranno presto un attributo irrinunciabile di ogni pasticceria. Con il loro aiuto, puoi creare figure da materiale dolce di qualsiasi complessità. La tecnologia per la loro creazione consiste nella stratificazione sequenziale di uno strato di cioccolato sopra l'altro, che si indurisce rapidamente al freddo.

Altri materiali

Esiste una vasta selezione di stampanti 3D nel mondo che utilizzano i materiali di consumo più inaspettati.Questi includono dispositivi che funzionano con calce, cibo e persino materia organica vivente. Se guadagneranno una popolarità diffusa e diventeranno richiesti, solo il tempo lo dirà.