Prototipazione rapida 3D: che tu ti stia avvicinando al mondo della stampa 3D per diletto o per lavoro, probabilmente ti sarà capitato almeno una volta di trovarti di fronte a questo nome. Ma che cos’è dunque la prototipazione rapida nella stampa 3D, quando serve e quali sono i vantaggi pratici? Dietro a questo nome che all’apparenza potrebbe sembrare molto tecnico e difficile si nasconde uno strumento molto utile.
Come convertire file con la prototipazione rapida 3D dal proprio pc
La definizione prototipazione in inglese ne coglie fortemente l’essenza: ‘an early representation of an idea solution’. Dunque si tratta di un’anteprima realistica che concretizza un’idea. Letteralmente, fare prototipazione rapida vuol dire realizzare velocemente prototipi (da qui deriva anche il nome). Ma che cosa sono e come vengono prodotti dal pc?
I prototipi 3d sono gli elementi iniziali di una serie produttiva. Chi produce un bene ha da sempre fatto un prototipo prima di immetterlo nella produzione reale (investendo tempo, denaro e risorse) e poi nel mercato. Pensiamo ai modelli di vestiti in carta, ai modelli di mobili in scala etc.
Si ottengono tramite modellatori CAD tridimensionali per la conversione di file 3D in formato STL (Stereo Lithography interface format).
Fino a qualche anno fa la lavorazione di un prototipo con i metodi tradizionali poteva richiedere giornate intere. Con la prototipazione 3D il procedimento di realizzazione si conclude in poche ore con un grande taglio sui costi.
Metti alla prova la tua idea: realizza il prototipo 3D
Gli inglesi dicono “fail early, succeed sooner”: la mentalità vincente sta nel mettere alla prova le proprie idee con l’obiettivo di migliorarsi sempre, senza paura di fallire.
Hai un’idea nuova e vuoi testarla? Puoi farlo rapidamente ed economicamente con la prototipazione veloce 3D. Con questo sistema, infatti, anche la bozza di un progetto può essere stampata, revisionata e, se necessario, corretta prima di lanciare il business imperfetto. Per capire meglio le potenzialità delle tecniche di prototipazione rapida, pensiamo alla singola fase progettuale. Se in passato per realizzare un oggetto servivano stampi e tecniche ad iniezione per riprodurre con precisione spessore e dimensione in modo da evitare deformazioni, questa tecnologia permette di progettare in 3D liberamente e in tempi brevi, oltre che a costi più vantaggiosi. Ma soprattutto rende inutili modellini reali dell’oggetto fedeli all’originale. E’ anche possibile realizzare separatamente le componenti da assemblare in un secondo momento, senza necessariamente realizzare il pezzo unico. Emerge quindi il più importante vantaggio: la personalizzazione.
In quali settori si applica la prototipazione 3d
Le potenzialità della prototipazione 3D si possono dunque ipotizzare in diversi settori. Tuttavia gli scenari più promettenti riguardano gli ambiti:
· aerospaziale: per risolvere in modo veloce ed economico possibili problemi di progettazione;
· automotive: in questo settore così competitivo essere pionieri nel mercato può fare la differenza. Dai camion alle auto da corsa passando per le vetture normali, la prototipazione con soluzioni stampa 3d permette di realizzare prototipi ed eseguire test in modo rapido ed efficace;
· sanitario: la prototipazione dei dispositivi medici con stampa 3D consente di testare le componenti nel momento stesso in cui vengono prodotte. Dalla fabbricazione additiva delle parti funzionali alla creazione dei modelli per i test etc
Come funziona la prototipazione 3D: tecnologie a confronto
Se vi trovate a leggere questa pagine è perché, con molta probabilità, siete curiosi di saperne di più. Vediamo dunque meglio come funziona la prototipazione 3D.
La prima grande distinzione che possiamo da subito fare è tra produzione additiva (additive manufacturing), sottrattiva (subtractive manufacturing), e fusione. Tutte e tre sostanzialmente permettono di realizzare un oggetto in scala reale. La più comune è la prima che, attraverso stampa 3D, ottiene il prototipo. All’interno della produzione additiva si distinguono diverse tecniche tra cui FDM, SLS, SLA, MJP, CJP e SCP. Analizziamo più precisamente le differenze.
Tecniche di prototipazione additiva
Più nello specifico rientrano in questa categoria:
- modellazione a deposizione fusa: indicata anche per materiali molto leggeri come ABS e PLA. La Fused Deposition Modeling (FDM) nasce a fine anni ’80.
- stereolitografia: la SLA è la prima tecnica di prototipazione rapida, basata essenzialmente sulla polimerizzazione di una resina liquida mediante utilizzo di laser. Questo sistema permette di produrre pezzi anche piuttosto complessi e delicati.
- sinterizzazione laser selettiva: Selective Laser Sintering (SLS) sfrutta un laser che fonde polveri termoplatiche, metalliche o silicee, stendendole poi su strati. Si ottiene in questo modo un prototipo più preciso e resistente di quelli che si possono riprodurre tramite stereolitografia, ma la rifinitura tende ad essere meno precisa per via della granulosità del materiale;
- polyJet: tecnologia applicabile a materiali molto diversi tra loro (dalla gomma a sostanze più rigide e meno malleabili). Permette dunque di ottenere prototipi di forme anche più particolari. Il limite è che i prototipi tendono ad essere meno resistenti di quelli realizzati tramite stereolitografia), grazie alla sua elevata precisione e alla velocità di realizzazione;
- 3D Print: tecnologia prediletta dai makers esperti in digital fabrication, è velocissima a stampare e semplicissima da applicare nella realizzazione di prototipi. Implementata nel 1993, la tecnica del 3D Print si basa su testine per la stampa inkjet che rilasciano un composto liquido a base di colla su un materiale composto da amido, gesso o polvere ceramica. Gli oggetti così ottenuti si caratterizzano per colori vivaci, ma, di contro, appaiono poco resistenti e ruvidi;
- MultiJet Printing: implementata nel 2006, questa tecnica si basa centralmente sulla fusione e deposizione di strati di materiali resistenti ad alte temperature. Il risultato è una finitura altamente dettagliata.
Tecniche di prototipazione sottrativa e fusione
Secondariamente troviamo la produzione sottrattiva che, invece, segue il percorso inverso: si parte da un blocco di materiale unico e si toglie man mano il superfluo fino ad ottenere il prodotto finito. Anche in questo caso le tecnologia possono essere diverse: fresatura, tornitura e foratura sono le più note.
Da ultimo la fusione crea prototipi a partire da un modello: dopo la stampa 3d (di norma tramite tecnica additiva) si ottiene uno stampo di gomma siliconica che viene riempito con il materiale finale. Anche questa può essere una tecnica utile. Tuttavia, visto che richiede diversi passaggi, la fusione è più indicata per lotti numerosi.