Stereolitografia: Stampa 3D industriale di alto livello

Stereolitografia

La stereolitografia è una particolare tecnica di Stampa 3D. Abbiamo già accennato a questa tecnica in occasione dell’articolo redatto sulla fiera virtuale della Formnext Connect. La stereolitografia è una tecnica di stampa 3D industriale che serve a creare modelli concettuali, prototipi estetici e strutture caratterizzate da geometrie complesse. Si tratta di un processo pratico e abbastanza veloce. Una stereolitografia di buon livello, è possibile ottenerla anche nel giro di una sola giornata di lavoro. Tutto comunque dipende dal progetto e dell’oggetto da realizzare.

Questo processo di stampa consente di utilizzare diversi materiali e permette soluzioni estreme e finiture di qualità.

Stereolitografia: cos’è e come funziona

In inglese si chiama StereoLithography Apparatus, abbreviata in SLA o SL ed è un rapido processo di laminazione a freddo di resine liquide fotosensibili. Questo significa che le resine solidificano all’istante in strati molto sottili, tramite l’ausilio di raggi laser UV.

Durante le varie fasi di stampa, è utilizzata una vasca di resina fotopolimerica. La resina, come detto prima, si polimerizza e quindi solidifica all’istante, quando entra in contatto un raggio laser UV. Il raggio agisce selettivamente sulla superficie del materiale.

Il materiale si indurisce e va, via via, a formare uno strato dopo l’altro, l’oggetto finale. La struttura si compone dal basso verso l’alto. Tutte le volte che uno strato è stato completato, una piastra, posto al di sotto della vasca di resina fotopolimerica, si abbassa leggermente. Questo movimento consente la scansione laser per la lamina successiva, che andrà a formare un ulteriore strato della struttura finale. Il processo è costante e sequenziale. In caso si sporgenze o cavità, in automatico, sono create delle colonne di sostegno provvisorie, rimosse in seguito manualmente.

I dati per l’elaborazione del progetto da realizzare in Stereolitografia, vengono direttamente ricavati da software CAD/CAM.

Stereolitografia

Stereolitografia: post processi

La Stereolitografia non è quindi la solita tecnica di stampa a getto d’inchiostro. Gli inchiostri a solventi duri e ad eco solventi, sono qui sostituiti dalla resina liquida fotosensibile, che alla fine costituirà il materiale componente la struttura stessa.

Una volta terminato il processo di stampa, sono necessari altri passaggi per ottenere un risultato definitivo:

  1. lavaggio
  2. post curing
  3. rimozione supporti
  4. finiture

Durante il lavaggio la resina liquida di stampa in eccesso è rimossa attraverso un apposito lavaggio in alcool isopropilico. Il post curing è uno step che serve ad ottenere una polimerizzazione completa. Durante questo passaggio l’oggetto stampato è inserito all’interno di appositi forni a raggi UV. É durante questa importante fase che l’oggetto raggiungere le complete caratteristiche meccaniche.

Abbiamo visto che durante la stampa 3D, in caso si presenti la necessità di stampare delle cavità o delle sporgenze, la stampante 3D crea automaticamente dei supporti. Questi supporti, alla fine del processo di stampa, devono essere rimossi manualmente dall’operatore. Infine le rifiniture, che non sono mai obbligatorie, servono, ad esempio, a lucidare la struttura con apposita carta vetrata, oppure servono per garantire una verniciatura brillante e in alcuni casi possono servire a ricoprire con finitura metallica l’oggetto tramite il processo di galvanizzazione.

Stereolitografia: le varie tipologie

Ne esistono di vari tipi:

  1. Laser
  2. DLP
  3. LCD

Nella laser, come abbiamo detto, la resina liquida è contenuta in un’apposita vasca. La resina è polimerizzata quando è esposta ai raggi UV. La piastra forata è presente al di sotto della vasca, mentre il raggio laser è proiettato tramite una serie di specchi. La superficie del liquido è scandita e nel contempo modulata in modo da ricostruire una immagine raster della prima sezione dell’oggetto da costruire. Terminata la prima scansione, la piastra si abbassa leggermente e avvia una nuova scansione. Il processo si ripete fino a quando il prodotto non è stampato definitivamente.

Nella Stereolitografia DLP invece sono impiegati proiettori Digital Light Processing (DLP)che fungono da sorgente luminosa. I DLP hanno una risoluzione fissa e costante e questo consente di ottenere una risoluzione di stampa inversamente proporzionale all’area di stampa stessa. Questa tecnica consente di stampare più parti nello stesso tempo. É quindi un metodo di Stampa 3D molto più veloce.

Infine nella stampa Stereolitografia LCD è quel metodo che sfrutta l’impiego si schermi LCD retroilluminati da una sorgente ultravioletta. Queste macchine sono semplici e compatte, facili anche da trasportare e soprattutto più economiche. Anche con questo sistema è possibile stampare più parti contemporaneamente. L’unico svantaggio che presenta, rispetto magari alle due metodologie precedenti, è il forte degrado degli schermi LCD, che si logorano perché costantemente sottoposti all’azione dei raggi UV.

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