Stampa 3d: cos'è e come funziona, costo stampanti 3D e materiali

La stampa 3d è una nuova rivoluzionaria tecnologia che consente di trasformare un oggetto costruito al computer in uno reale a tre dimensioni.

La riproduzione dell'oggetto, mediante stampanti 3D è quindi quella di una copia fedele in termini di proporzioni, misure, colore ecc. 

Stampa 3d cos'è e come funziona:

La stampa 3d in inglese 3d printing è un'evoluzione delle stampe 2D laser o inchiostro che sostanzialmente riproducono documenti. Le stampanti 3d invece riproducono un oggetto costruito al computer.

Tali oggetti a 3 dimensioni, vengono riprodotti grazie ad una tecnologia che consente attraverso la fusione di polimeri, ossia, granuli che se fusi ad alta temperatura e stratificanti uno sull'altro, danno vita ad oggetti reali anche metallici.

Le stampanti 3d, sono un prodotto nato già da parecchi anni ma solo adesso si sta diffondendo in tutti i settori dell'industria da quella aerospaziale del progetto NASA per la preparazione dei cibi degli astronauti all'architettura per la realizzazione di progetti in 3d, da quella alimentare, pubblicitaria, design, robotica all'ingegneria ecc. 

Stampanti 3D cosa si può fare?

Stampa 3D e stampanti 3d cosa si può fare? La stampa 3d e le stampanti 3d sono una tecnologia rivoluzionaria nata già da molti anni ma solo ultimamente è diventata commerciabile ed utilizzabile dal grande pubblico grazie all'avvento di macchine stampa 3d molto più accessibili dal punto di vista economico e di utilizzo.

Ad esempio, ci sono aziende che utilizzano la stampante 3d con lo zucchero per creare sculture commestibili e decorazioni per torte e di alta pasticceria, basta infatti creare la forma sul computer e stamparla a tre dimensioni per ottenere oggetti decorativi commestibili.

Anche nella medicina la stampa 3d sta prendendo sempre più piede nella creazione di prototipi e protesi da impiantare nel corpo umano perfettamente personalizzabili e compatibili per dimensioni e materiali. La stampa 3d e le stampanti 3d stanno diventando quindi sempre di più parte della nostra cultura e dell'industria a livello globale tanto che eBay in America ha rilasciato una applicazione iOS che consente agli utenti di scegliere all'interno di un catalogo una serie di oggetti che possono essere stampati in 3d a casa o in ufficio.

Si perché ormai la stampante 3d non è più un’esclusiva delle grandi aziende e delle case di produzione in serie ma ha raggiunto anche l’ambito domestico. Cosa si può fare con una stampante 3d a casa? Si possono riprodurre tantissimi oggetti come giocattoli, attrezzi da cucina, sculture, quadri, viti, gioielli, scarpe, occhiali, e tanto tanto altro. L'unico limite è rappresentato dall'immaginazione e dalla fantasia.

Che tipo di materiale si usa per le stampanti 3d?

Per quanto riguarda i materiali utilizzati dalle stampanti 3d, diciamo subito che il materiale dipende dal tipo di stampante, ossia polimeri per la Fused Deposition Modeling (FMD), e polimeri metallici per la Metal Laser Sintering (DMSL).

Qual è la differenza? Le stampanti 3d FMD che rappresentano lo standard per questo tipo di stampa, utilizzano polimeri che una volta fusi ad alta temperatura si stratificano strato dopo strato, creando l'oggetto a tre dimensioni mentre le stampanti 3d DMSL utilizzano polimeri di natura metallica in grado di riprodurre alla perfezione oggetti metallici.

Ultimamente però, stiamo assistendo ad una vera e propria corsa da parte di tutti i settori dell'industria e non, a sviluppare, ricercare e utilizzare nuovi materiali per le stampanti 3d come per esempio la fibra di carbonio, i derivati dell'amido di mais biodegradabili e naturali ma anche con la cellulosa, lo zucchero ecc.

Tutti i materiali utilizzati per le stampanti 3d, vengono racchiusi in una sorta di "cartucce stampante" tradizionali che invece di contenere inchiostro contengono dei filamenti, immaginiamoci per esempio un rocchetto di filo all'interno della stampante.

Stampanti 3d a plastica, a polvere, a cera, polisterolo, acciaio:

Stampanti 3d a plastica, a polvere, a cera, polisterolo e acciaio solo solo alcune tipologie di stampa 3d che possono essere facilmente acquistate per fini didattici, commerciali, realizzazione di oggetti su larga scala e in ambito domestico. 

Stampanti 3d a plastica: sono utilizzate soprattutto da chi ha la necessità di riprodurre grandi modelli per questo è un tipo di stampante molto utilizzata nel campo della meccanica, elettronica, medica o design. Questo tipo di stampa 3d, funziona mediante la creazione di un modello in cera ricoperto dal materiale a plastica. La cera, viene poi eliminata posizionando il prototipo in forno a 65°.

Stampanti 3d a polvere: sono stampanti che funzionano depositando colla su polvere che una volta diventata solida produce un modello 3D a molteplici colori. Questo tipo di macchina viene utilizzata soprattutto per fini didattici ma anche commerciali, per la realizzazione di modelli architettonici, di packaging a basso costo e in campo medicale per la creazione di prototipi.

Stampanti 3d a cera: sono utilizzate in molti settori da quello dentale alla gioielleria Questo tipo di stampanti infatti possono essere usate sia a casa che in ufficio grazie alle loro dimensioni ridotte sono inoltre economiche, collegabili in rete e le cartucce di materiale sono semplici da comprare,  inserire e utilizzare. La realizzazione di modelli in cera 3d sono ad altissima precisione e sono subito pronti per la fusione.

Stampanti 3d per polisterolo:

sono un tipo di stampanti che tagliano con estrema precisione il polisterolo o altrimenti detto poliuretano espanso. Il polisterolo, infatti, è uno dei materiali più versatili che esistono oggi ed è anche molto resistente, flessibile e durevole se indurito mediante resini speciali, per cui si adatta molto bene ad essere sagomato per la creazione di decorazioni di interni e non solo.

Stampanti 3d per acciaio e metalli:

sono molto utilizzate nel campo dell'industria per la creazione di modelli e prototipi molto complessi. Come funziona la stampa 3D di metalli? In generale, una stampante 3d di metalli utilizza come materia prima una polvere metallica come ad esempio l'acciaio inossidabile. Tale polvere viene inserita all'interno della stampante e una testina deposita un legante sul primo strato in relazione alle informazioni matematiche del modello digitale 3D.

Il primo strato di legante, viene quindi asciugato per mezzo di una lampada termica e si può passare al secondo strato e così via fino a completare il modello. Finita la costruzione 3d, il modello è ancora fragile e poroso, per cui va cotto in un forno insieme al bronzo ad alta temperatura e per 24 ore.

Stesso procedimento anche per le stampanti 3d in titanio che utilizzando il processo di DMLS (Direct Metal Laser Sinthering) o EBM (Electron Beam Melting). I prodotti realizzati attraverso questo processo di stampa 3d, hanno le stesse caratteristiche di quelli prodotti in modo tradizionale ma la loro produzione è più veloce, precisa e con minori costi.. La Stampa 3D di metalli acciaio o titanio è soprattutto usata nel settore medico per la realizzazione di protesi e parti ortodontiche altamente performanti al paziente e nel campo aerospaziale dove la fabbricazione di alcune parti sono ormai realizzate con la stampa 3d di metalli.