Imparare le migliori pratiche di stampa 3D da un professionista

Potrebbe sembrare che la stampa 3D sia una tecnologia completamente moderna, ma il fatto è che viene utilizzata nel settore da decenni. L'unica cosa veramente nuova è che le stampanti sono diventate economiche e abbastanza piccole da permettere a persone come noi di comprarne una e metterla sul nostro banco di lavoro. Allora perché non sfruttare tutta quella conoscenza accumulata da coloro che lavorano nel campo della stampa 3D, più precisamente definita produzione additiva, da prima che MakerBot smettesse di produrre stampanti in legno?

Ecco perché abbiamo chiesto a Eric Utley, un ingegnere applicativo di Protolabs, di partecipare all'Hack Chat questa settimana. Con oltre 15 anni di esperienza nella produzione additiva, è giusto dire che ha visto la tecnologia attraversare alcuni cambiamenti piuttosto grandi. Ha lavorato su qualsiasi cosa, dalla classica stereolitografia (SLA) alle più recenti stampanti Multi Jet Fusion (MJF), con una recente attenzione alla stampa su metalli come Inconel e alluminio. Rispetto al tipo di stampanti 3D con cui ha lavorato, stiamo fondamentalmente giocando con LEGO caldi e semifusi, ma ciò non significa che alcune delle lezioni che ha imparato non possano essere applicate a livello di hobbista.

La chat è iniziata con domande su come si svolge la giornata di Eric e con che tipo di fantastiche macchine può giocare. Dopotutto non molti di noi avranno accesso a una stampante in grado di sputare qualcosa delle dimensioni del motore di un'auto, quindi dobbiamo vivere indirettamente grazie ad altri più fortunati di noi. Ciò ha portato a una sorta di introduzione alle diverse tecnologie di stampa attualmente utilizzate dai "Big Boys" sia per le parti in plastica che per quelle metalliche.

Invece della modellazione a deposizione fusa (FDM), il processo mediante il quale funzionano le nostre stampanti desktop, Eric afferma che la maggior parte delle volte ha a che fare con una qualche forma di sinterizzazione. Ci sono diverse ragioni per questo, ma una delle principali è la velocità. Poiché non vi è alcuna penalità di tempo per la stampa di più oggetti, è possibile caricare l'intera superficie di stampa e massimizzare la propria efficienza. In un caso Eric ricorda che furono prodotte 3.000 parti singole in un'unica stampa durata 48 ore.

Alla fine la discussione si è spostata sulla progettazione vera e propria delle parti destinate a una stampante 3D, che è probabilmente l'ambito in cui le cose erano probabilmente più applicabili per i giocatori casalinghi. Eric ha affermato che la sinterizzazione e la stampa a fusione a getto non richiedono supporti, poiché la plastica in polvere stessa fornisce una sorta di impalcatura per la parte durante la sua costruzione. Ma anche se la parte viene prodotta con una tecnologia che richiederebbe materiale di supporto, i bravi progettisti cercano di evitarlo il più possibile. Soprattutto in ambito medico e aerospaziale, dove i supporti interni potrebbero creare problemi. A quanto pare le regole qui sono abbastanza simili a quelle a cui sono abituati quelli di noi con macchine desktop, come assicurarsi di mantenere angoli più ripidi di 45° e utilizzare smussi al posto dei bordi duri.

È interessante notare che Eric afferma che uno dei maggiori problemi che hanno riguarda lo spessore delle pareti. Ovviamente esiste uno spessore minimo della parete per ogni diversa combinazione di materiale e tecnologia di stampa, ma soprattutto, secondo lui, variare rapidamente lo spessore della parete di una parte metallica stampata può portare a un restringimento differenziale che può compromettere l'intera parte. Se non è possibile utilizzare uno spessore di parete coerente nel progetto, il suo consiglio è di rendere le transizioni il più graduali possibile, ad esempio utilizzando i raccordi.

È stato anche un po’ confortante sapere che, anche con le stampanti 3D industriali di fascia alta, ci sono ancora problemi di precisione dimensionale da affrontare. Caso in questione: fori sul lato degli oggetti. Eric afferma che le aperture in alto e in basso non sono un grosso problema poiché sono essenzialmente una pila di forme bidimensionali, ma una volta che hai un foro sul lato dell'oggetto, l'altezza dello strato di stampa aggiunge una nuova variabile. Il problema è abbastanza serio che, se una parte necessita di fori sul lato, verrà spesso gestita in una fase di lavorazione aggiuntiva: le parti in plastica avranno i fori praticati dopo la stampa, e quelle in metallo avranno le aperture lavorate con le dovute tolleranze. Proprio come a casa!