La stampa 3D o la produzione additiva è un processo di produzione di oggetti solidi tridimensionali a partire da un file digitale. La creazione di un oggetto stampato in 3D si ottiene utilizzando processi additivi. In un processo additivo un oggetto viene creato stendendo strati successivi di materiale fino alla creazione dell’oggetto. Ognuno di questi strati può essere visto come una sezione trasversale sottile dell’oggetto.
Una delle prime aziende a lanciare la stampa 3D è stata la MakerBot fondata a gennaio del 2009 a New York da Bre Pettis, Adam Mayer e Zach Smith, la MakerBot Industries è un’azienda leader nella produzione di stampanti 3D. Dopo una serie di modelli sperimentali, il successo è arrivato nel 2012 con il primo esemplare della linea Replicator, oggi arrivata alla sua quinta iterazione, dotata di stampa via Wi-Fi. L’azienda ha creato anche Thingiverse, una libreria online aperta dove gli utenti possono postare file per la stampa 3D e collaborare su progetti open source sia per la stampa che per il taglio laser e altri processi manifatturieri.
Qualche esempio di utilizzo della stampa 3D
Settore edilizio
La stampa 3D per l’edilizia offre varie tecnologie che utilizzano la stampa 3D come metodo principale per fabbricare edifici o componenti edilizi. Le applicazioni di stampa 3D utilizzate nell’edilizia includono l’estrusione di cemento, cera, polimeri, l’incollaggio in polvere e la saldatura additiva. La stampa 3D nell’edilizia ha una vasta gamma di applicazioni nel settore privato, commerciale, industriale e pubblico. I vantaggi di queste tecnologie includono la possibilità di consentire una maggiore complessità e precisione, una costruzione più veloce, minori costi di manodopera, una maggiore integrazione funzionale e meno sprechi.
Medicina
Negli ultimi anni ci sono state molte applicazioni di stampa 3D nel mondo della medicina. Si va dalla biostampa ai dispositivi medici come le protesi. Le applicazioni di stampa 3D in medicina vengono utilizzate anche per la produzione di impianti ortopedici in metallo. Grazie alle capacità della stampa 3D di creare superfici porose, questi tipi di impianti si integrano più facilmente con le ossa naturali del paziente, permettendogli di crescere nell’impianto. Ci sono stati alcuni casi di successo come un paziente che ha ricevuto un impianto pelvico in titanio ed un altro che ha ricevuto una mascella inferiore in titanio.
Mondo dell’arte e della gioielleria con la stampa 3D
Le stampanti 3D permettono ai creatori di gioielli di sperimentare progetti non possibili con i metodi tradizionali. La stampa 3D permette anche la produzione di gioielli singoli, unici o personalizzati ad un costo molto più basso, utilizzando materiali di stampa 3D come il PLA (filamento di acido polilattico), l’oro o il platino.
La tecnologia di stampa 3D è servita ad ispirare gli artisti di tutto il mondo. Con la stampa 3D in metallo, in particolare, gli artisti ora creano bellissimi pezzi molto particolari nei dettagli.
Materiali più utilizzati nella stampa 3D
ABS
L’ ABS è la plastica utilizzata nei Lego. È resistente, non tossico e mantiene bene il colore. L’ ABS diventa morbido e malleabile quando viene riscaldato e poi si indurisce rapidamente. L’ABS è resistente all’acqua e alle sostanze chimiche e produce un odore sgradevole quando viene riscaldato. L’ABS è scomposto dalle radiazioni UV, perde il suo colore e diventa fragile, quindi non è adatto per un uso prolungato all’esterno. È buono per la realizzazione di modelli concettuali e nella produzione, ad esempio per la produzione di ingranaggi o parti ad incastro.
PLA
Il PLA è un polimero plastico costituito da materiali biologici come l’amido di mais o la canna da zucchero. È simile al materiale utilizzato negli imballaggi di plastica biodegradabile. Si scioglie tra i 180 – 200 gradi C, a seconda di altri materiali aggiunti per il colore e la consistenza. Il PLA è duro e resistente, ma non così tollerante al calore come l’ABS. Comincia a deformarsi a temperature superiori a 60 gradi C. Poiché il PLA è più facile da stampare rispetto all’ABS, è di solito l’opzione preferita per le stampanti 3D a basso costo. Il PLA dura a lungo in condizioni normali è biodegradabile e si rompe quando viene interrato non è però sicuro per il cibo ed è un po’ fragile. Alcuni produttori realizzano quello che chiamano “PLA duro” aggiungendo sostanze chimiche, creando un PLA meno fragile e più tollerante al calore.
PET
Il polietilene tereftalato è simile al poliestere, è anche noto come t-glase. Si scioglie a circa 230 gradi C e si raffredda in un solido rigido simile al vetro. Può essere tinto mantenendo le sue caratteristiche simili al vetro, quindi è disponibile in una varietà di colori. È forte e resistente, ma deve essere stampato lentamente per assicurarsi che gli strati aderiscano correttamente. È approvato per l’uso alimentare, quindi è adatto per la stampa di utensili, tazze, bottiglie d’acqua e altri oggetti che vengono a contatto con il cibo.
Filamento di legno
Nonostante il nome, questi filamenti per stampanti non sono fatti di legno. Piuttosto contengono particelle di legno molto fini che vengono combinate con PLA e una colla polimerica, legandole insieme. Ci sono versioni disponibili per molti tipi di legno, come per esempio bambù, ebano e mogano. Questi tipi di filamenti permettono di cambiare il colore del materiale stampato variando la temperatura. Con temperature più elevate, le particelle di legno hanno un aspetto più scuro e bruciato e alla fine del lavoro il materiale ha bisogno di una finitura extra, come la levigatura o un leggero abrasivo per far risaltare l’aspetto del legno.
Curiosità stampa 3D
Si prevede che entro il 2030 la stampa 3D trasformerà la logistica militare. Le stampanti 3D diventeranno parte dell’attrezzatura necessaria con la possibilità di stampare parti di ricambio non appena saranno necessarie, così si eviterà il rischio che si verifichi un attacco durante tutto il processo di consegna riducendo il numero di vittime umane. Gli esperti prevedono che i droni saranno in grado di riparare altri “mini” droni mentre sono in movimento, risparmiando tempo e risorse umane in modo significativo.
Hai voglia di pizza, ma sei troppo stanco per fare un giro nei negozi? Le cucine saranno dotate di una stampante 3D appositamente progettata per la produzione di alimenti dai pasti completi agli spuntini come pizza o biscotti così non avrete mai più fame.
Dimenticare lo spazzolino da denti o le ciabatte durante le vacanze sarà un ricordo del passato entro il 2060. Infatti, potrete risparmiare sul bagaglio di volo semplicemente stampando tutti gli articoli di cui avete bisogno quando sarete in albergo comodamente nella vostra camera.
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