Il 3Der
Il futuro è qui, bussa alle nostre porte: stampare in tre dimensioni è possibile!
La nascita della stampa 3D risale al 1986, e, da allora ad oggi, questo tipo di tecnologia si è evoluta molto velocemente diventando sempre più famosa ed utilizzata.
Nel 2011 il “The Economist” scriveva:
«La rivoluzione industriale della fine del XVIII secolo ha reso possibile la produzione di massa di beni, creando così economie di scala che hanno cambiato l’economia – e la società – in modi che nessuno avrebbe potuto immaginare all’epoca.
Ora è emersa una nuova tecnologia di produzione che fa il contrario. La stampa tridimensionale rende tanto economico creare singoli articoli quanto produrne migliaia e quindi mina le economie di scala. Potrebbe avere un impatto così profondo sul mondo come l’avvento della fabbrica…
Proprio come nessuno avrebbe potuto prevedere l’impatto del motore a vapore nel 1750 – o della macchina da stampa nel 1450, o del transistor nel 1950 – è impossibile prevedere l’impatto a lungo termine della stampa 3D. Ma la tecnologia sta arrivando ed è probabile che interrompa ogni campo che tocca».
In questa guida vedremo cosa ti permette di fare la stampa 3D.
Pronto?
Partiamo…
Come funziona la Stampa 3D?
La stampa 3D è un processo di creazione di oggetti solidi tridimensionali da un file digitale.
La creazione di un oggetto stampato in 3D si ottiene utilizzando processi additivi, ovvero l’oggetto viene creato deponendo strati successivi di materiale uno sopra l’altro.
Per capire meglio basta pensare alle tradizionali stampanti a getto d’inchiostro, solo che le stampanti 3D invece del colore “spruzzano” materiale, che in breve tempo si solidifica.
In concreto, qual è il funzionamento di una stampante 3D?
È semplice: la testina deposita sul piano un primo, sottilissimo, strato di materiale seguendo la forma precedentemente definita in fase di progettazione e, strato dopo strato, costruisce l’oggetto che vogliamo creare.
Ogni oggetto, dunque, è composto da centinaia o migliaia di strati sovrapposti.
I file che contengono le istruzioni da inviare alla macchina trasmettono la descrizione in tre dimensioni dell’oggetto che vogliamo realizzare.
Un software definito slicer sezionerà poi il modello a “fettine”.
Per questo possiamo pensare ad ognuno degli strati di cui è composto l’oggetto come ad una sezione trasversale dell’oggetto “affettata” sottilmente.
Il progetto di Stampa 3D
Come si usa una stampante 3D?
Tutto ha inizio dal modello in 3D dell’oggetto che vuoi costruire: puoi scegliere di crearne uno da zero oppure scaricarlo da una libreria 3D.
Dato che le stampanti 3D non possono indovinare magicamente cosa si desidera stampare, tutti gli oggetti devono essere progettati utilizzando un software di modellazione 3D.
La modellazione consente agli stampatori di personalizzare il proprio prodotto nei minimi dettagli. Per farlo sono disponibili molti strumenti software diversi, dal livello industriale all’open source.
Ai principianti viene spesso consigliato di utilizzare software come Autocad o Tinkercad.
Tinkercad è gratuito e funziona nel tuo browser, non devi installarlo sul tuo computer.
Inoltre offre lezioni per principianti e ha una funzione integrata per esportare il tuo modello come file stampabile (ad esempio .STL o .OBJ.)
Lo Slicing
Una volta progettato e ottenuto il file stampabile, il passo successivo è prepararlo per la stampante 3D.
Questa fase è chiamata “slicing” che significa affettare.
Affettare fondamentalmente significa suddividere un modello 3D in centinaia o migliaia di livelli.
Questa operazione apparentemente complessa in realtà è semplicissima, dal momento che viene eseguita con un software di slicing.
Quando il file viene suddiviso, è pronto per essere stampato in 3D strato per strato.
La plastica è l’inchiostro della Stampa 3D
Una stampante a getto d’inchiostro spruzza inchiostro liquido, una stampante laser utilizza polvere solida. Una stampante 3D non utilizza nessuno dei due:
Chiaramente puoi costruire un modello 3D accumulando acqua colorata o polvere nera.
Una stampante 3D funziona essenzialmente estrudendo (cioè spingendo fuori) plastica fusa attraverso un minuscolo ugello che si muove con precisione sotto il controllo del computer.
Stampa uno strato, aspetta che si asciughi e poi stampa lo strato successivo.
A seconda della qualità della stampante il risultato finale è un perfetto modello 3D dell’oggetto desiderato o molte linee 2D di plastica che si trovano stampate l’una sull’altra.
La scelta della plastica con cui vengono stampati i modelli è ovviamente estremamente importante:
Quando parliamo di plastica intendiamo generalmente “plastica“: esistono molti tipi di plastica, tutti diversi, sia chimicamente che fisicamente.
Le stampanti 3D usano materiali termoplastici, plastiche che si sciolgono quando le riscaldi e diventano solide quando le raffreddi.
Avvicinandoti al mondo dello stampaggio 3D avrai sicuramente sentito la parola “filamento”:
Utilizzando alcuni tipi di stampanti 3D, ti troverai a maneggiare la plastica sotto forma di piccoli granuli o filamenti (fili di plastica).
Tra i materiali plastici di cui sono composti i filamenti generalmente quelli più usati sono l’ABS, il PLA o il PETG.
L’ABS è il materiale con cui vengono realizzati i mattoncini LEGO ed è anche utilizzato negli interni delle auto o nelle parti in plastica dei computer. È molto probabile che il mouse e tastiera del tuo computer siano realizzati in plastica ABS.
Questo materiale viene utilizzato per la stampa 3D perché è un composto di plastica flessibile ma estremamente resistente. L’ABS è solido a temperatura ambiente e si scioglie a poco più di 100°C: una volta re-indurito, può essere levigato liscio o verniciato.
Un’altra proprietà utile dell’ABS è che è di una tinta gialla-biancastra nella sua forma grezza, ma è possibile aggiungere pigmenti per renderlo praticamente di qualsiasi colore.
ll PLA è più facile da usare dell’ABS ed è un po’ più rispettoso dell’ambiente – è una bioplastica sostenibile – ma è anche più morbido e meno resistente.
Il PETG è una via di mezzo: è più vicino alla forza dell’ABS, è facile da modellare e relativamente facile da riciclare.
Attenzione, stampando in 3D non devi necessariamente stampare con la plastica: in teoria, puoi stampare oggetti utilizzando qualsiasi materiale fuso che si indurisce abbastanza rapidamente.
Pensa che i ricercatori dell’Università inglese di Exeter hanno presentato un prototipo di stampante alimentare in grado di stampare oggetti 3D utilizzando cioccolato fuso!
Ecco alcuni usi della Stampa 3D
La tecnologia di stampa 3D è destinata ad entrare sempre di più a far parte della nostra vita di tutti i giorni.
Per cosa puoi usare una stampante 3D? In teoria, l’unico limite è la tua immaginazione.
Lo stampaggio 3D ha già un gran numero di ambiti di applicazione, viene infatti utilizzato per:
- prodotti di consumo (occhiali, calzature, design, arredamento)
- prodotti industriali (strumenti di fabbricazione, prototipi, parti funzionali di uso finale)
- prodotti dentali
- protesi mediche
- modelli in scala architettonica
- ricostruire i fossili
- replicare manufatti antichi
- ricostruire le prove in patologia forense
- oggetti di scena dei film
Questo accade perché, per la produzione degli oggetti menzionati sopra, le stampanti 3D sono fino a 10 volte più veloci di altri metodi e 5 volte più economiche, offrendo grandi vantaggi alle persone che hanno bisogno di prototipi rapidi in poche ore anziché giorni.
Quanto costa stampare in 3D?
Potresti obiettare che la stampante 3D in sè è piuttosto costosa e che quindi il risparmio potrebbe essere modesto.
Non è sempre così.
Puoi trovare una Stampante 3D Economica a meno di 300€. Con pochi euro in più, tuttavia, puoi anche prendere una Stampante 3D Professionale.
Abbiamo scritto un’intera guida per aiutarti a scegliere la stampante 3D migliore per te.
A presto!
