La produzione additiva è diventata un potente strumento nell’industria manifatturiera di oggi. Il processo

può assumere diverse forme, dato che il settore offre una varietà di materiali, metodi e macchinari. Molte aziende faticano a trovare soluzioni di produzione additiva che siano adatte alle loro esigenze e in grado di

fornire un ritorno sull'investimento (ROI) efficace. La scelta del macchinario giusto per superare le difficoltà nella produzione è fondamentale per ottimizzare la produttività della linea di produzione a costi ridotti.

GUIDA ALL’ACQUISTO DELLE

STAMPANTI 3D

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Thermoplastics Composites Photopolymers Metals

FFFFFF CFF SLA ADAM SLM

Fused Filament

Fabrication

Fused FIlament

Fabrication

Selective Laser

Melting

Composite

Filament

Fabrication

StereolithographyAtomic Diffusion

Additive Manufacturing

SLS

Selective Laser

Sintering

Termoplastici

FFF

Fabbricazione a fusione di

filamento

FFF

Fabbricazione a fusione di

filamento

CFF

Fabbricazione a

filamenti compositi

SLA

StereolitografiaADAM

Produzione additiva a diffusione atomica

SLM

Fusione laser selettiva

SLS

Sinterizzazione laser selettiva Sintering

Compositi Fotopolimeri Metalli

TECNOLOGIE PER LA PRODUZIONE ADDITIVA

Le soluzioni di produzione additiva cambiano moltissimo nei settori in cui sono più efficaci. Alcuni materiali e metodi sono progettati specificatamente per determinate applicazioni. Quando le giuste soluzioni rispondono a problematiche definite, i clienti riscontrano alti rendimenti in termini di tempo e di costi. Stabilendo gli obiettivi di produzione e comprendendo i metodi comuni della produzione additiva, è possibile

individuare una soluzione conveniente in grado di semplificare il flusso di lavoro.

PRODUZIONE ADDITIVA

RIEPILOGO

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Sinterizzazione laser selettiva SLS

Fabbricazione a fusione di filamento FFF

semplice

tecnologia economica e accessibile

leggero

alta definizioneparti a densità totale proprietà isotropiche ampia gamma di

materiali

materiali limitati

parti deboli

anisotropico

soggetto a usura

finitura superficiale scadente

costoso

protezione delle vie respiratorie

richiesta

PRO

PRO

CONTRO

CONTRO

La fabbricazione a fusione di filamento (Fused Filament Fabrication, FFF) è la forma più comune di stampa 3D. In questo processo, un materiale termoplastico viene riscaldato ed estruso tramite un ugello. Man mano che l'ugello della stampante si muove, crea una sezione del modello da stampare. Questo processo viene ripetuto strato dopo strato fino al completamento del modello. I modelli stampati possono essere cavi o a bassa densità, con percentuali di riempimento interno predefinite. La fabbricazione a fusione di filamento termoplastico viene usata più frequentemente per prototipi e modelli a bassa fedeltà.

Il processo di stampa 3D a sinterizzazione laser selettiva (Selective Laser Sintering, SLS) utilizza

un laser per fondere e legare polveri termoplastiche in una determinata forma. Le parti vengono

stampate in una camera di polvere plastica. A ogni strato, un rullo immette nuova polvere nella camera, un laser fonde selettivamente una sezione della parte e la camera si abbassa per far spazio

al successivo strato di polvere.

I termoplastici sono alcuni dei materiali più diffusi nella produzione additiva. I processi di stampa 3D con termoplastici prevedono il

riscaldamento di un materiale plastico fino a renderlo semi-modellabile per creare una forma. I comuni termoplastici sono spesso resistenti, si

deformano e non si rompono sotto stress, ma hanno un punto di fusione

relativamente basso e scarsa resistenza chimica e alla abrasione.

TERMOPLASTICI

MATERIALE

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COMPOSITI

MATERIALE

Tradizionalmente, i materiali compositi sono validi per via delle proprietà meccaniche. I compositi ben conosciuti e largamente utilizzati, come

la fibra di carbonio, offrono alti rapporti resistenza-peso per i settori automobilistici e aerospaziali. Con la recente novità dei materiali compositi nella stampa 3D, si possono realizzare parti sufficientemente resistenti per le applicazioni in ambito ingegneristico, laddove non bastano le proprietà dei materiali dei metodi di stampa più comuni. Nella stampa 3D, i materiali

compositi possono sostituire egregiamente le tradizionali componenti in

alluminio lavorato, perché combinano la solidità e la rigidità del metallo con la facilità della produzione additiva.

Fabbricazione a filamento continuo

CFF

Fabbricazione a fusione di filamento FFF

Alcuni materiali compositi possono essere stampati in 3D utilizzando i metodi FFF. Questi materiali sono composti di fibre tritate (di solito fibre di carbonio) e mescolate ai termoplastici più tradizionali, come nylon e ABS. Mentre il processo FFF rimane inalterato, le fibre tritate migliorano la rigidità, la robustezza e la finitura superficiale del modello e aumentano notevolmente la stabilità dimensionale e la precisione.

Il processo di stampa 3D a fabbricazione a filamento continuo (Continuous Filament Fabrication, CFF) è una soluzione conveniente per sostituire componenti in metallo lavorato con parti stampate. Le stampanti 3D

CFF depositano fili continui di fibre composite (di solito fibra di carbonio, vetroresina o Kevlar) all'interno o a fianco di termoplastici estrusi nel processo di stampa FFF. Le fibre di rinforzo formano la struttura portante della parte stampata, in modo da ottenere una robustezza e una rigidità eccezionali.

stabilità dimensionale miglioratatemperatura di deviazione del calore

precisione delle parti

solidità delle parti

più robusto dell'alluminio 6061

20 volte più robusto dei termoplastici FFF

robustezza inferiore rispetto

al CFF

durezza della superficie e resistenza alla corrosione inferiori all’ ADAM

PRO

PRO

CONTRO

CONTRO

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FOTOPOLIMERI

MATERIALE

Le tecnologie di stampa come la stereolitografia (Stereolithography, SLA) utilizzano i fotopolimeri solidificandoli selettivamente con un laser UV. Un laser solidifica selettivamente la resina per solidificare uno strato, e ripete il processo per creare il modello strato dopo strato. Per via del processo chimico indotto dalla fotopolimerizzazione, le parti stampate sono totalmente dense

e isotropiche. Le stampanti 3D SLA possono ottenere dettagli precisi e ottima finitura superficiale, ma spesso hanno un volume di stampa relativamente ridotto.

Stereolitografia SLA

I fotopolimeri sono polimeri liquidi che cambiano struttura quando

vengono esposti a una fonte luminosa. Se esposte ai raggi UV, queste resine liquide diventano solide. A differenza dei termoplastici, i fotopolimeri non possono essere sciolti, poiché il processo di

polimerizzazione è una modifica molecolare. Per via delle proprietà specifiche che permettono la fotopolimerizzazione, le resine sono spesso fragili e non durano quanto i termoplastici, perché si degradano

nel tempo con la continua esposizione ai raggi UV.

Isotropico

precisione nei dettagli

finitura superficiale liscia

volume ridotto

parti fragili

necessaria protezione da sostanze chimiche

PRO CONTRO

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METALLOMATERIALE

Stampare in 3D il metallo è sempre stato un obiettivo della produzione

additiva, ma fino a poco tempo è stato ostacolato da vincoli di costi, di complessità e di materiali. I metalli non possono essere estrusi facilmente come i termoplastici e richiedono calore e potenza elevati per ottenere una

condizione di modellabilità. Per implementare la produzione additiva del metallo, la maggior parte delle soluzioni partono dal metallo in polvere e usano diverse tecniche di riscaldamento per fondere insieme le polveri. Molti metodi di stampa del metallo includono fasi di post lavorazione per rifinire o rinforzare completamente le parti stampate.

Fusione laser selettiva SLM

Produzione additiva a diffusione atomica ADAM

La produzione additiva a diffusione atomica (Atomic Diffused Additive Manufacturing, ADAM) è un processo unico ed economico di stampa 3D del metallo, che combina i concetti della stampa 3D e dello stampaggio

a iniezione di metallo. La polvere di metallo comune nei metodi SLM è inglobata in un legante plastico che viene depositato strato dopo strato su una piattaforma di stampa da un estrusore, in modo molto simile

ai processi FFF. Dopo la stampa, la parte viene poi lavata e sinterizzata in un forno, sciogliendo il legante

e permettendo alle polveri di metallo di fondersi e di formare una parte in metallo isotropico. Il processo

ADAM può essere applicato a livello industriale a per produrre utensili in metallo come lo stampaggio a iniezione e può produrre in modo economico parti di metallo complesse.

Il processo di Fusione laser selettiva (Selective Laser Melting, SLM) prevede la fusione di polveri di metallo sottili in una camera a gas inerte per creare una parte in metallo. Gli strati di polvere di metallo

vengono distribuiti e poi sciolti selettivamente con un laser ad alta potenza per fondere insieme le

polveri di metallo. Come la SLS, questo è un processo strato dopo strato, ma le parti si possono

facilmente deformare o piegare a causa delle alte concentrazioni di calore all'interno della camera.

Come risultato, il processo SLM ha qualche limite geometrico, ma può essere usato per parti funzionali in metallo che sarebbero troppo costose o impossibili da lavorare, come protesi mediche o parti con

peso ottimizzato. Questo processo richiede anche diverse operazioni di post lavorazione per rimuovere i supporti e pulire la parte, e sono necessari requisititi specifici per lo smaltimento dei resti delle polveri.

economico

varietà di materialisimile alla FFF

varietà di metallilivello di dettaglio intricato

parti solide in metallo

tempo per arrivare alla parte robusta più lungo

rispetto alla CFF

guasti delle parti dovuti all'aumento di calore

molto costoso

diverse fasi di post lavorazione

diversi requisiti della struttura necessari

tempo lungo per arrivare alla parte finita

PRO

PRO

CONTRO

CONTRO

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