Fff, sla, sls: 3 tecnologie di stampa 3d a confronto

La stampa 3D nel corso degli anni si è evoluta in modo esponenziale: da processo tecnologico di nicchia per appassionati di hobbistica ad asset sempre più frequente e affidabile nei processi di produzione delle aziende. Al giorno d’oggi, grazie a questa tecnologia, differenti settori industriali possono beneficiare di una drastica riduzione di costi e tempi di produzione e giungere ad un’ottimizzazione della supply chain.
I benefici sono molteplici e in un articolo abbiamo elencato i tre vantaggi della manifattura additiva. Occorre però fare chiarezza sulle diverse tecnologie che si possono trovare sul mercato: esse, infatti, si distinguono per il metodo di generazione dei layer di materiale. Analizziamo, quindi, le tre principali tecnologie di stampa 3D:

FFF

Quella più semplice ed economica è la Fused Filament Fabrication (FFF). Questa tecnologia trova largo impiego nel mondo della manifattura additiva e presenta un processo differente da quello di una macchina con tecnologia sottrattiva per asportazione di truciolo (CNC). Quest’ultima genera una grande quantità di materiale di scarto, mentre la tecnologia FFF utilizza soltanto il materiale necessario per la produzione del componente.

La creazione di un oggetto, infatti, prevede l’utilizzo di una bobina tipicamente di materiale termoplastico in filamento, il cui diametro è solitamente di 1,75 mm o di 2,85 mm. Il materiale passa attraverso l’ugello che, riscaldandosi, estrude e deposita il materiale su un piano di lavoro che raffreddandosi si solidifica. L’estrusore deposita il filamento di materiale seguendo traiettorie e istruzioni definite da un G-code generato da appositi software di slicing. Quest’ultimo ricrea l’oggetto completando uno strato, a cui poi seguirà un abbassamento del piano di lavoro fino a creare lo strato successivo. Tutto ciò viene ripetuto finché il componente non è completato.

È importante sapere che il pezzo non ha bisogno di processi di post lavorazione e che la tolleranza di stampa della tecnologia FFF può variare da 0,05 mm a 0,5 mm. Questa tecnologia offre la possibilità di personalizzare a piacimento il riempimento del componente desiderato, portando ad una riduzione d’utilizzo del materiale, dei costi e del tempo di stampa. Inoltre, le stampanti 3D che impiegano questo tipo di tecnologia offrono una grande varietà di volumi di stampa: sarà possibile quindi creare pezzi anche di grandi dimensioni, utilizzando materiali poco costosi e non dannosi per l’uomo o l’ambiente, perché biodegradabili. Possiamo trovare, quindi, un’ampia gamma di materiali stampabili, tra cui ABS, PLA, PET-G e Nylon, così come polimeri caricati a carbonio e superpolimeri come, ad esempio, PEEK e ULTEM.

SLA

La tecnologia SLA, o Stereolitografia, tramite fotopolimerizzazione strato dopo strato delle resine liquide, permette la creazione di un oggetto solido. A favore del processo, viene utilizzato un laser ultravioletto che solidifica la resina fino a creare il componente finito. Prima del processo, la resina viene depositata in modo uniforme in una vasca di contenimento e il componente viene generato rovesciato su un piano che, durante il processo, si muove lungo l’asse Z della stampante fino al completamento della stampa. Per ottenere l’oggetto finito, si immerge la stampa in un liquido solvente per la rimozione dei residui di resina e si processa in un forno UV con un processo di cura per la polimerizzazione della resina.

I componenti creati tramite questo processo hanno un’ottima finitura superficiale rispetto ad altri oggetti stampati con altre tecnologie 3D. Dimostra, quindi, di essere una tecnologia ideale per ottenere buone rugosità superficiali, ottenibili grazie alla sezione trasversale del laser inferiore rispetto all’ugello utilizzato nelle stampanti 3D FFF.

La Stereolitografia, però, prevede elevati costi dei materiali dovuti ad una minor disponibilità di fotopolimeri, rendendo questa tecnologia meno flessibile. La post-lavorazione del componente è necessaria e la resina, essendo una sostanza tossica, deve essere manovrata con cura e smaltita da agenzie specializzate, con conseguente aumento dei costi di lavorazione.

Fonte: All3DP

SLS

Le stampanti 3D a tecnologia SLS (Selective Laser Sintering) utilizzano un laser CO2 per fondere le polveri e creare un componente finito. Nella camera di stampa, la polvere viene depositata a strati e Il laser fonde insieme le particelle di polvere del materiale, fino ad ottenere un componente solido. Inoltre, quella che non viene sinterizzata funge da supporto strutturale e ciò permette di stampare geometrie molto complesse. Quando il pezzo è completato, inizia la seconda fase del processo che prevede il raffreddamento per la stabilizzazione del materiale di stampa ed il riciclo delle polveri. Quest’ultimo, nello specifico, richiede l’utilizzo di un particolare sistema di aspirazione, così come estrema precisione da parte dell’operatore. Ciò è dovuto al fatto che un riciclo sbagliato della polvere potrebbe danneggiare le stampe successive e il macchinario stesso.

Questa tecnologia permette di ottenere componenti con ottime proprietà meccaniche ed apre le porte ad un’ampia scelta di materiali da utilizzare. Infatti, essa permette di fondere sia materiali in plastica, sia quelli in metallo. Necessità, però, di una lunga post-lavorazione sia per ottenere una finitura liscia, in quanto il componente finito risulta poroso e ruvido, sia per preparare il macchinario alla stampa successiva.

Fonte: 3D Printing Media Network

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