Stampanti 3D: cosa sono e come funzionano

Quando sono state annunciate le stampanti 3D, il clamore è stato paragonabile all’invenzione di altri oggetti che hanno fatto la storia dell’industrializzazione, come ad esempio il PC o gli smartphone.

La possibilità di creare oggetti tridimensionali partendo da input digitali, passati alcuni anni, ha ancora dello sbalorditivo.

La rivoluzione si sta preparando, proprio come è accaduto per i PC, a sbarcare nelle case delle famiglie di tutto il mondo.

Già oggi, anche se non ci facciamo più caso, usiamo quotidianamente in casa, prodotti un tempo appannaggio solo delle industrie. Le stampanti classiche ne sono un altro esempio.

Questo genere di innovazioni cambia gli stili di vita, per cui è pensabile che le stampanti 3D vengano adottate da una famiglia per produrre da se articoli per uso quotidiano.

Ma come funziona una stampante 3D? nelle fabbriche sono già presenti e ben integrate nei processi produttivi.

Stampa 3D cosa è come funziona

Realizzare dei prototipi partendo da materiali poco costosi è l’impiego, per ora, più diffuso che se ne fa all’interno di aziende che cercano sempre di più di innovare.

Come funziona una stampante 3D

Ti mostro nel dettaglio come funziona una stampante 3D.  Proverò a fare un paragone con le stampanti tradizionali.

Si tratta, in quel caso, di trasferire (tramite il Pc), delle informazioni ad una macchina (la stampante 2D), che legge un software e lo converte in stampa mediante le testine.

Questo procedimento non è molto diverso nel processo che genera una stampa in 3D.

L’input è un software di un disegno in tre dimensioni che viene inviato alla macchina e stampato strato dopo strato.

Si tratta quindi di stampare il volume e non la superficie.

In poche parole è questo il succo del principio che ci sta dietro.

Stampa 3D GIF

L’enorme tasso di sviluppo che hanno avuto e che cresce sempre di più, dipende dalla loro immediatezza nell’utilizzarle.

Questa maneggevolezza è la chiave che le porterà anche dentro casa.

I costi di utilizzo, sono relativamente bassi e comunque collegati alla materia prima che si vuole utilizzare.

Un software si preoccupa di inviare alla stampante 3D tutte le caratteristiche di cui tenere conto per costruire strato dopo strato un oggetto.

Questo programma utilizza un formato chiamato Standard Triangulation Language To Layer o più semplicemente Stl.

Al pari di altri ambiti informatici, lo potremmo considerare un convertitore che riesce a scomporre il disegno in triangoli.

A differenza delle stampanti 2D, che utilizzano le testine, nella stampante 3D c’è l’estrusore.

La materia impressionabile non è ovviamente l’inchiostro bensì si tratta di polimeri di differenti materiali che vengono selezionati per diversi usi.

I polimeri vengono riscaldati fino a fondersi.

La loro sovrapposizione continua, fa si che si crei la figura desiderata, per effetto del raffreddamento.

Estrusore stampante 3D: cos’è e come funziona

L’estrusore è il meccanismo che rende possibile tutto ciò.

Estrusore Stampante 3D

I polimeri passano dal serbatoio, dove sono stoccati, al riscaldatore che li fonde, il materiale fuso viene direzionato verso gli ugelli che si muovono secondo le direttive del programma generatore.

I movimenti dell’estrusore sono nelle quattro direzioni e con tempi coordinati.

Come per lo sviluppo tecnologico delle normali stampanti in cui si è passati da dispositivi a margherita, poi ad aghi e persino al laser, anche per la stampante 3D si pensa che l’estrusore diventerà sempre più sofisticato e veloce.

Per il salto industriale si attende proprio questa innovazione, la velocità.

Quali materiali si possono usare per creare oggetti 3D?

Lo sviluppo continuo di questa innovazione ha esteso le possibilità di utilizzare materiali sempre nuovi.

Al momento vengono utilizzate polveri, pellet, granuli, resine e filamenti.

Bisogna immaginare i materiali delle stampanti 3D come i colori della stampante 2D, con la differenza che mentre nel caso delle stampanti tradizionali il colore si genera dai colori primari, nel caso delle stampe 3D invece, i materiali sono tutti diversi e praticamente espandibili con il solo limite della fantasia, per lo meno sembra questo il futuro.

Il primo che viene in mente è la plastica.

Meglio parlare di materiali plastici, ed uno di quelli più utilizzati è sicuramente il nylon.

Questo materiale ha due qualità fondamentali.

  • La prima è sicuramente la sua resistenza.
  • la seconda è il colore di partenza bianco, per cui è facilmente colorabile sia prima che dopo la sua creazione.

Materiali Stampante 3D

Il processo attraverso il quale si utilizza maggiormente il nylon, si chiama Filament deposition manufactoring o semplicemente FDM.

Gli oggetti creati hanno la caratteristica della flessibilità e della resistenza.

Se si mescola il nylon all’alluminio si ottiene l’alumide utilizzato per le stampe ancor più resistenti ma non molto flessibili.

La plastica la si mescola anche ad altri materiali in modo da generare modelli con caratteristiche particolari.

La ricerca è ciò che muove l’innovazione che sembra essersi concentrata sui materiali da estrudere.

Se la plastica appare come il materiale più adatto per le stampe 3D, chi si aspetta di trovare tra i materiali delle stampanti 3D, l’acciaio?

Un settore che richiede l’uso delle stampati 3D è quello dei gioielli.

All’acciaio si possono mescolare altri materiali, come l’oro e l’argento, per donargli un colore oro o argento più adatto all’oggetto finale.

Il materiali in assoluto più duro è il titanio.

Gli attrezzi, bulloni e viti possono essere stampati già oggi e di forme personalizzate.

Quando si diffonderà definitivamente la stampante 3D anche per uso casalingo, sarà per merito dei nuovi materiali introdotti recentemente, come la carta e soprattutto la ceramica.

Pensiamo ai tipi di oggetti come piatti, tazze, ma anche maniglie, ritratti tridimensionali ecc..

Per capirlo occorre pensare a tutto ciò che abbiamo in casa e ipotizzare di realizzarlo con un dispositivo tecnologico come una stampante 3D.

Una frontiera inimmaginabile fino a poco tempo fa è la modellazione del cibo.

Cioccolato e zucchero hanno fatto da apripista, ma anche in questo caso il limite è solo la fantasia.

Succederà ciò che è già capitato per gli smartphone? Star Trek, la serie di fantascienza divenuta famosa a partire dagli anni ’80, li aveva anticipati di decenni.

Sarà così anche per il sintetizzatore di cibo?

C’è da scommetterci, anche se non si può indovinare quando questa previsione diventerà realtà.

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