Stampante 3D: Produzione rapida di prototipi e pezzi di ricambio

• Come funziona una stampante 3D?

• Fatti interessanti sui processi di stampa additiva

• Cosa può fare una stampante 3D?

• Come si può trovare una buona stampante 3D?

• Dal modello di stampante 3D al risultato della stampa

• Imparare in classe con la stampa 3D

• Dotazione per stampante 3D

   

Come funziona una stampante 3D?

Le stampanti 3D sono state una pietra miliare per molte aziende. La rapida produzione di prototipi o pezzi di ricambio sono solo due esempi che accelerano notevolmente determinati processi nelle aziende. Anche in uso privato, le stampanti sono uno strumento utile. Stampate la vostra tazza preferita autoprogettata, i giocattoli per bambini, i pezzi di ricambio e i pezzi personalizzati - quasi tutto è possibile. Nella nostra guida potrete scoprire come funzionano le stampanti 3D e le più comuni tecniche di stampa.

Con una stampante 3D vengono realizzati diversi oggetti tridimensionali, progettati anche da soli. L'oggetto che si desidera stampare deve quindi essere digitale come modello tridimensionale. A tale scopo è possibile scaricare progetti 3D completi da Internet o crearli autonomamente in un programma di disegno adatto.
Per creare un oggetto reale dal file creato nella stampante 3D, tutti i dispositivi includono un software corrispondente. Questo calcola le tracce e i comandi necessari per la stampante.

Viene stampato con un ugello che si muove in tutte le direzioni, ovvero verso l'alto, a destra e sinistra e verso il basso. Dall'ugello esce il materiale di stampa (filamento) spesso liquido come filo sottile. L'ugello si muove attraverso il letto di stampa nelle tracce precalcolate e porta il filo in più strati uno sopra l'altro. L'oggetto 3D cresce in altezza dal basso, strato dopo strato, con il materiale che viene raccolto che si indurisce rapidamente. In questo modo un oggetto di stampa 3D chiuso non viene riempito completamente con filamento. All'interno delle parti, la stampante 3D crea una struttura a griglia/alveare in cui lo spessore del materiale della griglia è regolabile individualmente. Ciò consente di risparmiare materiale e l'oggetto rimane comunque stabile.

Il termine tecnico di produzione additiva indica il processo di stampa descritto in precedenza: Uno strato dopo l'altro viene aggiunto fino a quando l'oggetto di stampa non è pronto. Grazie a questo processo di produzione si possono realizzare anche le scanalature dei modelli 3D.

La nostra pratica

Le stampanti 3D sono ora disponibili in ogni fascia di prezzo. Tuttavia, si dovrebbe essere consapevoli del fatto che i dispositivi sorprendentemente economici in termini di precisione e qualità non sono in grado di competere con dispositivi più costosi e ben elaborati. Ciò è fastidioso soprattutto quando si stampano componenti o componenti di ricambio, dove è richiesta la precisione. Conrad.de vi offre quindi stampanti 3D di alta qualità che vi forniscono il risultato corrispondente.

La nostra buona pratica: Pensate alla calibrazione!

La base per un buon risultato è la corretta impostazione del dispositivo. Scoprite tutto ciò che c'è da sapere sulla calibrazione della vostra stampante 3D con il nostro guida " calibrazione della stampante 3D ".

 

Fatti interessanti sui processi di stampa additiva

Panoramica dei processi di stampa aditivi

All'interno del processo di stampa additiva (noto anche come produzione generativa) sono disponibili diverse tecnologie con vantaggi e svantaggi individuali.

Processo di polverizzazione (polverizzazione)

Qui in uno spazio di costruzione a forma di coppa viene applicato lo strato per lo strato prima di polvere, poi il legante. Il legante distribuisce la stampante dove deve essere formato l'oggetto 3D. Dopo ogni strato, la piastra di stampa si abbassa di un'altezza dello strato e ripete la procedura. In alternativa al legante, le stampanti 3D utilizzano energia. In questo caso, ad esempio, gli strati di polvere vengono induriti dal calore e collegati tra loro.

Il processo di polverizzazione comprende la fusione laser selettiva (SLM), la fusione di fasci di elettroni (EBM), l'sinterizzazione laser selettiva (SLS), il Digital Light Processing (DLP) e la modellazione di polijet.

Procedura di spazio libero

Come descritto all'inizio del Consiglio, il modello viene prodotto in modo a strati durante la procedura di libera circolazione. La stampante posiziona il filamento sulla piastra di montaggio, dove il modello di stampante 3D lo prevede. Il filamento è generalmente solido e morbido al calore, in modo da poter essere facilmente pressato attraverso l'ugello. Se nel modello sono presenti sovrastrutture o cavità, il dispositivo stampa anche strutture di supporto per evitare deformazioni del filamento ancora viscoso.

La procedura più comune è FDM (Fused Deposizione Modeling), che negli ultimi anni ha registrato una crescita enorme. FDM è particolarmente caratterizzato da una semplice maneggevolezza e da un elevato rapporto costi-efficacia. Inoltre, è adatto per un'ampia gamma di applicazioni e per principianti e professionisti.

Metodo liquido

Per ottenere l'oggetto, la piastra di costruzione a forma di coppa viene riempita prima con fotopolimeri liquidi. A seconda della procedura, l'irradiazione con un laser indurisce il liquido nei punti in cui deve essere formato lo stampo. Ad esempio, durante il Digital Light Processing, i laser irradiano i fotopolimeri dall'alto sotto forma di griglia a punti.  

La categoria dei processi liquidi comprende la stereolitografia (SLA), il Digital Light Processing (DLP) e la produzione di ceramica basata su litografia (LCM).

 

Popolari processi di stampa 3D: Modellazione di deposizioni fuse e stereolitografia

Le stampanti 3D su conrad.de utilizzano sia la modellazione di deposizioni fusa che la stereolitografia. Questi, insieme alla poligrafia, all'interno del laser selettivo, alla stampa 3D e alla rilevazione selettiva del laser, sono tra i metodi di produzione più diffusi.

L'uso del metodo dello spazio libero Fused Deposition Modeling, o metodo dello strato fuso, è adatto dove è richiesta una precisione . Ad esempio, per componenti precisi che devono resistere a test complessi e ambienti difficili. Anche i componenti di fissaggio, gli utensili e i prototipi nel settore automobilistico e nella tecnologia medica vengono spesso prodotti in questo modo. In ambiente privato è possibile stampare tutte le parti immaginabili, ad esempio pezzi di ricambio per modellini, personaggi, tazze o giocattoli.

Con FDM, il modello è realizzato in plastica per strato. Poiché viene pressata da un ugello caldo, deve essere fongibile e raffreddare e indurire rapidamente. A seconda della forma, anche in questo caso sono necessarie strutture di supporto.
Sono adatti per materie plastiche termoplastiche come filamenti ABS e PLA. Dopo la lucidatura o la levigatura, i filamenti con parti in ottone, rame o bronzo ottengono la loro realistica lucentezza metallica.

Il processo liquido Stereolitografia fabbrica modelli e componenti filigrani, modelli colati, componenti funzionali e prototipi nell'industria meccanica, nell'industria automobilistica e nella tecnologia medica. Questo processo è adatto anche per prodotti finali come ad esempio apparecchi acustici adatti. In ambito privato, le stampanti 3D possono essere utilizzate universalmente, ma la pulizia necessaria dopo la stampa rende il lavoro di manutenzione un po' più dispendioso rispetto alle stampanti FDM.

In questo modo il modello si forma riducendo lo strato per strato in un bagno liquido di fotopolimeri. Un raggio laser indurisce ogni strato prima che il modello risultante entri nel liquido per un altro strato. Per evitare che l'oggetto galleggia durante il processo di stampa, si formano strutture di supporto parallele all'oggetto. Queste piccole colonne possono essere rimosse meccanicamente all'estremità. È importante pulire accuratamente il modello finito all'estremità, evitando così il contatto con la pelle. In una camera ai raggi UV si verifica l'indurimento nel collegamento.

 

Vantaggi della produzione additiva per le aziende rispetto ai metodi classici

• Produzione più veloce e più conveniente, ad esempio grazie a un minore carico di materiali e alla riduzione degli errori nello sviluppo dei prototipi
• Produzione just-in-time di oggetti 3D
• Prodotti di stampa funzionali e complessi e filigrani
• Elevata flessibilità nel processo di produzione grazie a modifiche adhoc e rapida implementazione delle richieste di modifica
• Struttura leggera: Con la stampa 3D è possibile realizzare forme che con metodi di produzione classici non sono o sono difficili da realizzare. In questo modo le costruzioni 3D stabiliscono nuovi standard in termini di peso, design e stabilità.

Vantaggi della produzione additiva per gli utenti privati

• Produzione di parti necessarie in breve tempo
• Individualizzazione: Non avete voglia di un prodotto di massa? Con la stampante 3D è possibile creare pezzi personalizzati.
• Divertimento e design

La nostra pratica

Per la stampa 3D si applica il diritto d'autore. Ciò significa che non tutti i modelli possono essere modificati, distribuiti o stampati a piacere. Le disposizioni legali riguardano, ad esempio, opere d'arte o prodotti di marca. Quindi, prima di iniziare, è necessario dare un'occhiata alle disposizioni in uso privato.

 

Cosa può fare una stampante 3D?

Le stampanti 3D consentono agli utenti privati e commerciali di produrre oggetti unici con un solo clic. Ecco una panoramica delle possibilità:

• Produzione
  • Prototipazione rapida
  • Produzione di piccole serie
  • Produzione singola individuale
  • Modello di produzione

• Modellismo
  • Produzione di componenti di montaggio e di conversione
  • Personalizzazione dei componenti standard
  • Produzione di pezzi di ricambio
  • Produzione di miniature in scala

• Artigianato
  • Ingresso conveniente nei processi CNC
  • Produzione singola individuale
  • Modelli in scala

• Formazione
  • Imparare le costruzioni 3D: Il risultato è immediatamente tangibile
  • Miglioramento del pensiero spaziale 
  • Collegamento di teoria e pratica

• L'arte e il design
  • Produzione di modelli e sculture in scala
  • Design di gioielli, in particolare prototipi e modelli di design

• Architettura
  • Progetti rapidi e convenienti per clienti e concorsi
  • Implementazione di una base come modello miniaturizzato

 

Come si può trovare una buona stampante 3D?

Chi desidera creare forme complesse e parti precise con la stampante 3D ha bisogno di una stampante 3D con una buona qualità di stampa. I fattori determinanti sono i seguenti:

Altezza dello strato di stampa
lo spessore del materiale di stampa applicato varia tra 0,02 e 0,2 mm. Più sottile è uno strato di stampa, più sottile e preciso il modello diventa alla fine. Inoltre, le scanalature tra i singoli strati di stampa sono meno apparenti. Questa caratteristica fa, tra l'altro, la differenza tra stampanti 3D di alta qualità e convenienti.  

Hot-end ed estrusore
dell'estrusore è il cuore di una stampante 3D: Lui e un ugello caldo (hot-end) fondono e formano il filamento e costruiscono l'oggetto. Le stampanti 3D hanno uno o due estrusori.

Particolarmente per l'uso professionale è consigliato un dispositivo con due estrusori (Dual Extruder). Grazie alla pressione di strutture di supporto, ad esempio in PVA idrosolubile, si possono ottenere migliori risultati di stampa. I supporti in filigrana sono facili da rimuovere. Inoltre, diversi materiali come tessuti morbidi e duri o più colori possono essere elaborati in un unico modello.

Spazio di stampa
Le dimensioni dello spazio di stampa sono indicate come assi X, Y e Z. In genere questi vanno da 100 a 250 millimetri per asse. Ciò consente di realizzare anche oggetti più grandi o più in un'unica operazione di stampa.

Il letto di stampa qui è disponibile nelle varianti riscaldate e non riscaldate. Chi ha un'elevata richiesta di qualità, può accedere meglio a un piano di stampa riscaldato, che si riscalda di almeno 100 gradi Celsius. In questo modo si migliora l'aderenza del modello e non si può detrarre. Ciò accade spesso perché le parti appena stampate sono calde in modo irregolare e quindi possono essere formate in modo diverso.
Il materiale del letto di stampa ha un'influenza sull'adesione e sulla distribuzione della temperatura. Qui si consigliano piastre in vetro, ceramica o alluminio pressofuso. Per garantire che il modello aderisca in modo ottimale alla piastra di stampa durante la stampa, sono adatte pellicole adesive o pellicole di adesione. Questi possono essere stampati su letti a pressione riscaldati e non riscaldti.

Il materiale per stampanti 3D (filamento)
criteri importanti per i materiali di stampa sono il grado di durezza, la flessibilità e la resistenza alla temperatura. Il materiale di stampa per il tradizionale processo FDM è generalmente costituito da filamenti PLA o ABS. Allo stesso tempo, oggi è disponibile quasi ogni plastica per stampanti 3D, sia che si tratti di policarbonato ad alta resistenza o nylon resistente agli urti.

PLA è una plastica naturale biodegradabile. È resistente ai raggi UV e facile da lavorare. Inoltre, durante la stampa, aderisce al meglio a una lastra di vetro o a uno specchio montato sulla piastra di stampa. Non è necessaria una piastra riscaldata. Tuttavia, il PLA si deforma a 60 gradi Celsius. Non è quindi adatto per oggetti come tazze che si riscaldano durante l'uso o che vengono a contatto con materiali caldi.
Inoltre, sono disponibili filamenti in PLA con parti in legno, bronzo, ottone o rame. Questi sono in modo ingannevolmente simile al tessuto originale nel loro aspetto e nell'aspetto. Sono disponibili anche filamenti trasparenti o luminosi al buio. 

La plastica ABS è composta da petrolio, è resistente agli urti e meno soggetta al calore rispetto al PLA. Per questo motivo è adatto anche per la post-lavorazione come lucidatura o levigatura. Tuttavia, è più difficile da lavorare e richiede un letto di stampa riscaldato.

Altri filamenti sono:

PVA: Filamento idrosolubile, quasi esclusivamente utilizzato per la stampa di materiali di supporto. In questo modo non è necessario rimuovere le strutture manualmente.

HIPS: Come PVA viene utilizzato principalmente per la stampa di strutture di supporto, in quanto è solubile nella sostanza chimica limonene.

Laybrick & Laywood: Questi filamenti sono composti principalmente da particelle di arenaria o legno. Per questo motivo, sono in modo otticamente simile alla pietra arenaria o al legno.

TPE (elastomeri termoplastici): Anche in stato stampato è flessibile e molto resistente.

Resina/Resina: Poiché la resina si indurisce con un laser o una luce attraverso l'irradiazione, è particolarmente utile nella stereolitografia. Resin ha anche questa proprietà ed è disponibile in diverse forme e caratteristiche del materiale.

La velocità di stampa 
Anche se i dispositivi di alta qualità possono stampare a una velocità di circa 300 millimetri al secondo, è spesso a carico della qualità. In combinazione con il filamento giusto, come ad esempio il PLA ad alta velocità, offrono una buona qualità anche ad alte velocità. Inoltre, i tempi di stampa si riducono nuovamente. Le stampanti 3D per principianti, invece, sono molto più lente con valori di 60 mm/s.

Stampante 3D kit da costruire o modello pronto?
Per tutti i portacavi e gli appassionati di tecnologia, ma anche per l'uso in istituti scolastici, sono disponibili diverse stampanti 3D da acquistare come kit di montaggio. Questi possono essere costruiti da soli con un po' di pazienza e tempo. Per quanto riguarda il funzionamento e la qualità di stampa, queste stampanti 3D non hanno nulla a che vedere con i dispositivi finiti, se montati correttamente.

 

Dal modello di stampante 3D al risultato della stampa

Ogni stampante 3D funziona a controllo informatico. Richiede quindi informazioni numeriche sotto forma di modello virtuale sugli oggetti da stampare. Questo modello di stampa è possibile in due modi: Tramite scansione 3D o la posizione del nuovo modello con l'aiuto del software CAD.

Scanner 3D per riproduzioni fedeli all'originale

Utilizzando uno scanner 3D e una stampante 3D è possibile: La foto 3.0. Immaginate uno scanner 3D, che produce un modello di computer da voi - ricco di dettagli fino al lancio della maglia. Una stampante 3D lo stampa su una scala quasi qualsiasi. Un mini-io per la vetrina. Per gli utenti privati, gli scanner 3D sono interessanti in piccoli formati, poiché anche in questo caso si possono creare molteplici possibilità: La vite mancante, l'impugnatura per l'armadio, il bicchiere per spazzolino da denti e molto altro ancora possono essere copiati e stampati con precisione. Oltre all'hardware, è necessario un potente software di scansione, generalmente incluso nella fornitura.

 

Modelli di stampanti 3D con software CAD

Gli oggetti tridimensionali possono essere inoltre prodotti senza un vero e proprio modello. Il software CAD (Computer-Aided Design) consente la creazione di qualsiasi modello immaginabile. Ciò richiede una buona conoscenza del software e la creatività necessaria.

Il software per principianti per i modelli di stampanti 3D fornisce assistenza per affrontare il tema in pratica. Per tutti coloro che stanno per entrare nella stampa 3D o che non vogliono occuparsi troppo intensamente del software CAD, Internet è in grado di risolvere il problema. Qui, numerose pagine web offrono modelli 3D pronti per il download.

 

Servizio di stampa 3D Conrad

Se non desiderate acquistare subito una stampante 3D, potete inviare il vostro modello 3D al nostro servizio di stampa 3D Conrad. Stampa parti singole o piccole serie e offre l'intero spettro della tecnologia di stampa 3D.  

 

Imparare in classe con la stampa 3D - promuovere Mint

Gli strumenti tecnologici interattivi, come le tavole da disegno digitali, i computer e i tablet, sono estremamente interattivi e funzionano già al meglio in classe. Gli studenti possono ora progettare, progettare e sviluppare il loro know-how pratico, a differenza dell'apprendimento puramente teorica.

Esplorare - creare - imparare

Dremel 3D Ita Builder consente agli studenti di imparare un mondo completamente nuovo: Le problematiche e le attività possono essere studiate in modo critico e risolti in modo interattivo. L'immaginazione, la creatività e la motivazione reciproca sono elementi importanti in questo innovativo concetto di apprendimento. Con i modelli 3D è possibile rendere l'insegnamento più chiaro.

 

Applicazioni e programmi di studio attuali per lezioni pratiche con stampa 3D

Gli insegnanti e i professionisti hanno sviluppato programmi di studio 3D interattivi per l'insegnamento nelle scuole superiori e superiori per una migliore comprensione, impegno e apprendimento. I progetti Dremel iniziano con un'attività e una fase di progettazione. Fino a quando il processo di stampa 3D completo non è stato completato e il risultato desiderato è stato raggiunto, gli studenti possono acquisire esperienza, correggere o rielaborare un progetto. Gli studenti vengono così stimolati a pensare critico, creatività, collaborazione e comunicazione. Il concetto di apprendimento si basa sul collegamento tra concetti astratti, apprendimento pratico e modelli di stampa 3D tangibili.

Esempio di scuole secondarie (livello di classe 6 - 8)
gli studenti progettano occhiali da sole in 3D e raccolgono informazioni sull'occhio e sugli effetti pericolosi dei raggi UV.

Esempio di scuole superiori (livello di classe 9 - 12)
gli studenti progettano un filtro dell'acqua riutilizzabile in 3D e raccolgono informazioni su un filtraggio dell'acqua potabile necessario. In questo contesto è possibile anche mediare e discutere la questione delle limitate risorse di acqua potabile sulla nostra terra.

La stampante 3D Dremel idea Builder 3D40 con filamento incluso 

• Area di lavoro chiusa e finestra trasparente
• Supporto filamento integrato e piastra di stampa sostituibile
• Accesso WLAN
• Testina di stampa senza manutenzione
• Livellamento semiautomatico
• Raffreddamento duraturo
• Touchscreen e illuminazione a LED

 

Dotazione per stampante 3D

Naturalmente, Conrad non solo offre le stampanti 3D, ma anche accessori, estensioni e pezzi di ricambio adatti.