Dalla fine degli anni ’70 sono stati inventati diversi processi di stampa 3D. Le stampanti erano originariamente grandi, costose e molto limitate in ciò che potevano produrre.
Un gran numero di processi additivi sono ora disponibili. Le principali differenze tra i processi sono nel modo in cui gli strati vengono depositati per creare parti e nei materiali che vengono utilizzati. Alcuni metodi fondono o ammorbidiscono il materiale per produrre gli strati, per esempio la fusione laser selettiva (SLM) o la sinterizzazione laser a metallo diretto (DMLS), la sinterizzazione laser selettiva (SLS), la modellazione a deposizione fusa (FDM) o la fabbricazione a filamento fuso (FFF), mentre altri curano i materiali liquidi usando diverse tecnologie sofisticate, come la stereolitografia (SLA). Con la fabbricazione di oggetti laminati (LOM), strati sottili sono tagliati a forma e uniti insieme (per esempio, carta, polimero, metallo). La deposizione di particelle con tecnologia a getto d’inchiostro stampa strati di materiale sotto forma di gocce individuali. Ogni goccia di inchiostro solido da materiale Hot-melt stampa effettivamente una particella o un oggetto. Gli inchiostri a caldo colorati stampano singole gocce di CMYK una sull’altra per produrre un oggetto di un solo colore con 1-3 strati fusi insieme. I modelli 3D complessi sono stampati con molte gocce sovrapposte fuse insieme in strati come definito dal file CAD affettato. La tecnologia a getto d’inchiostro permette ai modelli 3D di essere strutture solide o a celle aperte come definito dalla configurazione di stampa a getto d’inchiostro della stampante 3D. Ogni metodo ha i suoi vantaggi e svantaggi, ed è per questo che alcune aziende offrono una scelta di polveri e polimeri per il materiale utilizzato per costruire l’oggetto. Altri a volte usano carta commerciale standard come materiale di costruzione per produrre un prototipo durevole. Le considerazioni principali nella scelta di una macchina sono generalmente la velocità, i costi della stampante 3D, del prototipo stampato, la scelta e il costo dei materiali, e le capacità di colore.
Le stampanti che lavorano direttamente con i metalli sono generalmente costose. Tuttavia, stampanti meno costose possono essere utilizzate per fare uno stampo, che viene poi utilizzato per realizzare parti in metallo.
| Tipo | Tecnologie | Materiali |
|---|---|---|
| Tecnologia a getto d’inchiostro | Drop-On-Demand o continua (singolo o multi ugello) Deposizione di particelle | Materiali a caldo (cera, termoplastici, leghe metalliche) |
| Estrusione di materiali | Fused deposition modeling (FDM) o Fused filament fabrication (FFF) e fused pellet fabrication o fused particle fabrication | Termoplastici, metalli eutettici, materiali commestibili, gomme, argilla da modellare, plastilina |
| Robocasting o MIG Welding Stampa 3D o Direct Ink Writing (DIW) o Extrusion based Additive Manufacturing of Metals (EAM) and Ceramics (EAC) | Miscele metallo-legante (incluse Metal clay e Precious Metal Clay), miscele di leganti ceramici (tra cui argilla ceramica e impasti ceramici), cermet, compositi a matrice metallica, compositi a matrice ceramica, metallo (saldatura MIG) | |
| Composite Filament Fabrication (CFF) | Nylon o Nylon con fibra di carbonio corta + rinforzo in forma di carbonio, Kevlar, Vetro e vetro per fibra ad alta temperatura | |
| Luce polimerizzata | Stereolitografia (SLA) | Fotopolimero (inclusi polimeri preceramici) |
| Elaborazione digitale della luce (DLP) | Fotopolimero | |
| Produzione continua di interfacce liquide (CLIP) | Fotopolimero + chimica attivata termicamente | |
| Letto di polvere | Letto di polvere e testa a getto d’inchiostro stampa 3D (3DP) | Quasi qualsiasi lega metallica, polimeri in polvere, gesso |
| Fusione a fascio di elettroni (EBM) | Quasi tutte le leghe metalliche comprese le leghe di titanio | |
| Fusione laser selettiva (SLM) | Leghe di titanio, leghe di cobalto-cromo, acciaio inossidabile, Alluminio | |
| Sinterizzazione selettiva a caldo (SHS) | Polvere termoplastica | |
| Sinterizzazione selettiva a laser (SLS) | Termoplastica, polveri metalliche, polveri ceramiche | |
| Sinterizzazione laser diretta di metalli (DMLS) | Pressoché qualsiasi lega metallica | |
| Laminati | Produzione di oggetti laminati (LOM) | Carta, foglio di metallo, film plastico |
| Polvere alimentata | Deposizione diretta di energia | Pressoché qualsiasi lega metallica |
| Filo | Fabbricazione a fascio di elettroni (EBF3) | Pressoché qualsiasi lega metallica |
Tecnologia a getto d’inchiostroModifica
Un ugello con materiale liquido può essere disegnato su una superficie assorbente per far uscire il materiale, tirato elettrostaticamente da un orifizio più grande, pressurizzato per far scorrere il materiale o la pressione del fluido per espellere brevi raffiche di fluido sotto forma di spray o gocce individuali. Una penna stilografica con la punta di un pennino è un esempio di materiale a strappo. Un tubo flessibile è un esempio di flusso di fluido. Una pompa a scoppio breve è un esempio di espulsione di gocce o spray.
Gli ugelli possono essere fatti di qualsiasi materiale e possono essere ugelli singoli con una camera di fluido o ugelli multipli con camere di fluido singole o multiple. I prodotti odierni delle stampanti a getto d’inchiostro possono essere qualsiasi variazione di questi stili a getto d’inchiostro.
Il materiale d’inchiostro per i getti d’inchiostro deve solo avere una viscosità abbastanza bassa da permettere al fluido di passare attraverso l’apertura dell’ugello. I materiali possono essere fusi per essere liquidi. Questi sono chiamati inchiostri Hot-melt. In tutti i casi gli inchiostri a getto d’inchiostro devono essere tridimensionali sulla superficie stampata per produrre una componente di altezza Z per un oggetto 3D.
Il getto d’inchiostro è stato pionieristico da Teletype che ha introdotto la telescrivente a trazione elettrostatica Inktronic nel 1966. La stampante aveva 40 getti che offrivano una velocità rivoluzionaria di 120 caratteri al secondo.
I getti d’inchiostro continui erano popolari negli anni 1950-1960 prima che i getti d’inchiostro Drop-On-Demand fossero inventati nel 1972. Gli inchiostri continui tridimensionali erano a base di cera e di leghe metalliche a bassa temperatura. La stampa con questi inchiostri a caldo produceva caratteri alfa-numerici che erano solidi e tridimensionali, ma nessuno li riconosceva come stampa 3D. Nel 1971, un giovane ingegnere, Johannes Gottwald brevettò un registratore a metallo liquido che stampava grandi caratteri in metallo per la segnaletica ma Teletype Corp ignorò la scoperta. Il Braille fu stampato con inchiostri a cera ma non fu mai commercializzato negli anni ’60.
I getti d’inchiostro Drop-On-Demand (DOD) furono inventati nel 1972 usando la tecnologia piezoelettrica “squeeze” per pompare fuori una goccia per squeeze. Solo gli inchiostri a base d’acqua sono stati utilizzati in questi primi getti DOD. La sperimentazione è stata fatta con molte forme di orifizi, diametri e fori di ugelli multipli per tubo a getto d’inchiostro. I getti d’inchiostro a ugello singolo erano chiamati “Alpha Jets” alla Exxon Office Systems, dove la stampa fu studiata da molti inventori che furono assunti per migliorare la stampa. Il getto Alpha fu rifiutato perché troppo complesso. Le testine di stampa multi-getto furono progettate e incorporate da questo gruppo.
Una piccola azienda nel New Hampshire, R.H. Research, di proprietà di Robert Howard fece ricerche sulla stampa dal 1982 al 1983 e decise che il getto d’inchiostro a ugello singolo era una possibile soluzione e contattò un inventore alla Exxon che nominò Al Hock come una buona scelta per questo progetto. Al Hock invitò Tom Peer e Dave Lutz a raggiungerlo nel New Hampshire per esaminare questa nuova impresa e loro accettarono l’offerta di lavoro. Dave Lutz contattò due persone che si occupavano ancora di jet alla Exxon, Jim e Kathy McMahon, e anche loro accettarono l’offerta di essere fondatori di questa impresa che in seguito si sarebbe chiamata Howtek, Inc. Nel giro di pochi mesi gli Alpha jet realizzati dal nuovo team Howtek funzionavano bene. La direzione di Howtek scelse di cambiare gli ugelli in vetro con quelli in Tefzel sulla base dei risultati dei test del getto d’inchiostro. Il Tefzel ha permesso al getto d’inchiostro di lavorare ad alta temperatura con i nuovi inchiostri termoplastici Hot-melt e di funzionare senza che le vibrazioni nella struttura dell’ugello generassero gocce vaganti. Ogni spremitura produceva una goccia su una gamma di frequenza di 1-16.000 gocce al secondo. Gli ugelli erano fabbricabili e nacque il Pixelmaster. C’erano 32 ugelli singoli a getto d’inchiostro per testa di stampa, stampando 4 colori (8 getti per colore) CMYK. Il meccanismo era una testina di stampa che ruotava a 121 giri al minuto e collocava con precisione gocce di forma e dimensioni uniformi come stampa sottrattiva di testo e immagini a colori per l’industria grafica. Questa tecnologia di inchiostri a caldo che stampava strati di CMYK era un precursore di un brevetto 3D di Richard Helinski. Qualche anno dopo (1993) il brevetto fu concesso in licenza prima da Sanders Prototype, Inc. (rinominata Solidscape, Inc) un produttore della prima stampante desktop Rapid Prototype nel settore, la Modelmaker 6 Pro. Questa stampante e i prodotti più recenti usano questi getti d’inchiostro stile Howtek e inchiostri termoplastici. I modelli stampati con la termoplastica erano perfetti per la microfusione senza ceneri durante il burnout. La stampa a gocce d’inchiostro termoplastico è accurata e precisa e fornisce modelli con finitura superficiale di alta qualità, popolari tra i gioiellieri e i progettisti CAD sensibili ai dettagli. Le inkjet Howtek, progettate per stampare una pagina in 4 minuti, stavano ora stampando in alcuni casi per 4 giorni di fila. La prima stampante fu venduta nel 1993 alla Hitchner Corporations, Metal Casting Technology R&D group dove stampano teste di mazze da golf e parti di motori di automobili.
Estrusione di materialeModifica
Rappresentazione schematica della deposizione per estrusione; un filamento a) di materiale plastico è alimentato attraverso una testa mobile riscaldata b) che lo fonde ed estrude depositandolo, strato dopo strato, nella forma desiderata c). Una piattaforma mobile e) si abbassa dopo che ogni strato è stato depositato. Per questo tipo di tecnologia sono necessarie ulteriori strutture di supporto verticale d) per sostenere le parti sporgenti
Un video in timelapse di un modello di robot (logo della rivista Make) stampato usando FDM su una stampante RepRapPro Fisher.
Fused filament fabrication (FFF), conosciuto anche con il termine di marchio di fabbrica fused deposition modeling (FDM), deriva dal sistema automatico di saldatura ad aria calda di fogli polimerici, incollaggio a caldo e deposizione automatica di guarnizioni. Tale principio è stato ulteriormente sviluppato da S. Scott Crump alla fine degli anni ’80 ed è stato commercializzato nel 1990 da Stratasys. Dopo che il brevetto su questa tecnologia è scaduto, si è sviluppata una grande comunità di sviluppo open-source e sono apparse varianti sia commerciali che DIY che utilizzano questo tipo di stampante 3D, conosciute come il progetto RepRap (per self-replicating rapid prototyper). Come risultato, il prezzo di questa tecnologia è sceso di due ordini di grandezza dalla sua creazione, ed è diventata la forma più comune di stampa 3D.
Nella modellazione a deposizione fusa, il modello o la parte è prodotto estrudendo piccole sfere o flussi di materiale che si induriscono immediatamente per formare strati. Un filamento di materiale termoplastico o altro materiale o miscela a basso punto di fusione viene alimentato in una testa di estrusione (estrusore della stampante 3D), dove il filamento viene riscaldato alla sua temperatura di fusione ed estruso su un tavolo di costruzione. Più recentemente, è stata sviluppata la deposizione di pellet fusi (o deposizione di particelle fuse), dove particelle o pellet di plastica sostituiscono la necessità di usare il filamento. La testa dell’ugello riscalda il materiale e accende e spegne il flusso. Tipicamente vengono impiegati motori passo-passo o servomotori per muovere la testa di estrusione e regolare il flusso. La stampante di solito ha 3 assi di movimento. Un pacchetto software per la produzione assistita dal computer (CAM) viene usato per generare il codice G che viene inviato a un microcontrollore che controlla i motori.
La plastica è il materiale più comune per tale stampa. Possono essere utilizzati vari polimeri, tra cui acrilonitrile butadiene stirene (ABS), policarbonato (PC), acido polilattico (PLA), polietilene ad alta densità (HDPE), PC/ABS, polifenilsulfone (PPSU) e polistirene ad alto impatto (HIPS). In generale, il polimero è sotto forma di un filamento fabbricato da resine vergini. Ci sono diversi progetti nella comunità open-sourced che mirano a trasformare i rifiuti plastici post-consumo in filamento. Questi coinvolgono macchine usate per triturare ed estrudere il materiale plastico in filamento, come i recyclebot. Inoltre, i fluoropolimeri come i tubi in PTFE sono usati nel processo grazie alla capacità del materiale di resistere alle alte temperature. Questa capacità è particolarmente utile per trasferire i filamenti.
Stampante di vetro 3D, che deposita vetro fuso
Anche il metallo e il vetro possono essere usati per la stampa 3D, sebbene siano molto più costosi e generalmente usati per opere d’arte. Tuttavia, lo sviluppo della WAAM (wire arc additive manufacturing) ha ridotto i costi della stampa 3-D del metallo.
FDM è un po’ limitato nella variazione delle forme che possono essere fabbricate. Per esempio, FDM di solito non può produrre strutture simili a stalattiti, poiché non sarebbero sostenute durante la costruzione. Altrimenti, un sottile supporto deve essere progettato nella struttura, che può essere rotto durante la finitura. Di solito, il software che converte il modello 3D in un insieme di strati piatti, chiamato slicer, si occupa dell’aggiunta di questi supporti e di alcune altre risorse per permettere la fabbricazione di questo tipo di forme.
Powder bed fusionEdit
Rappresentazione schematica del legame granulare: una testa mobile a) lega selettivamente (per caduta di colla o per sinterizzazione laser) la superficie di un letto di polvere e); una piattaforma mobile f) abbassa progressivamente il letto e l’oggetto solidificato d) riposa dentro la polvere non legata. Nuova polvere viene continuamente aggiunta al letto da un serbatoio di polvere c) per mezzo di un meccanismo di livellamento b)
Un altro approccio di stampa 3D è la fusione selettiva di materiali in un letto granulare. La tecnica fonde parti dello strato e poi si sposta verso l’alto nell’area di lavoro, aggiungendo un altro strato di granuli e ripetendo il processo fino a quando il pezzo è costruito. Questo processo usa i mezzi non fusi per sostenere le sporgenze e le pareti sottili nel pezzo che viene prodotto, il che riduce la necessità di supporti ausiliari temporanei per il pezzo. Per esempio, nella sinterizzazione termica selettiva, una testina di stampa termica applica il calore a strati di termoplastica in polvere; quando uno strato è finito, il letto di polvere si sposta verso il basso, e un rullo automatizzato aggiunge un nuovo strato di materiale che viene sinterizzato per formare la prossima sezione trasversale del modello; usando una testina di stampa termica meno intensa invece di un laser, questa soluzione è più economica dell’uso del laser, e può essere scalata fino a dimensioni da tavolo.
La sinterizzazione laser selettiva (SLS) è stata sviluppata e brevettata dal Dr. Carl Deckard e dal Dr. Joseph Beaman all’Università del Texas a Austin a metà degli anni ’80, sotto la sponsorizzazione di DARPA. Un processo simile è stato brevettato senza essere commercializzato da R. F. Housholder nel 1979.
La fusione laser selettiva (SLM) non utilizza la sinterizzazione per la fusione dei granuli di polvere, ma fonde completamente la polvere utilizzando un laser ad alta energia per creare materiali completamente densi in un metodo a strati che ha proprietà meccaniche simili a quelle dei metalli prodotti convenzionalmente.
La fusione a fascio di elettroni (EBM) è un tipo simile di tecnologia di produzione additiva per parti metalliche (ad esempio leghe di titanio). L’EBM produce parti fondendo la polvere di metallo strato per strato con un fascio di elettroni in un alto vuoto. A differenza delle tecniche di sinterizzazione del metallo che operano al di sotto del punto di fusione, le parti EBM sono prive di vuoti.
Binder jettingEdit
La tecnica di stampa 3D binder jetting è la deposizione di un agente adesivo vincolante su strati di materiale, solitamente in polvere. I materiali possono essere a base di ceramica o di metallo. Questo metodo è anche conosciuto come sistema di stampa 3D a getto d’inchiostro. Per produrre il pezzo, la stampante costruisce il modello usando una testa che si muove sulla base della piattaforma e deposita, uno strato alla volta, stendendo uno strato di polvere (gesso, o resine) e stampando un legante nella sezione trasversale della parte usando un processo simile al getto d’inchiostro. Questo viene ripetuto fino a quando ogni strato è stato stampato. Questa tecnologia permette la stampa di prototipi a colori, sporgenze e parti in elastomero. La forza delle stampe in polvere incollata può essere migliorata con l’impregnazione di cera o di polimeri termoindurenti.
StereolitografiaModifica
Rappresentazione schematica della fotopolimerizzazione; un dispositivo di emissione della luce a) (laser o DLP) illumina selettivamente il fondo trasparente c) di un serbatoio b) riempito con una resina liquida fotopolimerizzante; la resina solidificata d) viene progressivamente trascinata verso l’alto da una piattaforma di sollevamento e)
Il processo di Stereolitografia (SLA) è basato sull’indurimento della luce (fotopolimerizzazione) di materiali liquidi in una forma solida; è stato brevettato nel 1986 da Chuck Hull.
In questo processo un tino di polimero liquido è esposto a un’illuminazione controllata (come un laser o un proiettore di luce digitale) in condizioni di luce sicura. Più comunemente il polimero liquido esposto si indurisce attraverso la reticolazione guidata dalla reazione di addizione dei doppi legami del carbonio negli acrilati. La polimerizzazione avviene quando i fotopolimeri sono esposti alla luce quando i fotopolimeri contengono cromofori, altrimenti, l’aggiunta di molecole che sono fotosensibili vengono utilizzate per reagire con la soluzione per iniziare la polimerizzazione. La polimerizzazione dei monomeri porta alla reticolazione, che crea un polimero. Attraverso questi legami covalenti, la proprietà della soluzione viene cambiata. La piastra di costruzione si sposta quindi verso il basso in piccoli incrementi e il polimero liquido viene nuovamente esposto alla luce. Il processo si ripete fino a quando il modello è stato costruito. Il polimero liquido viene poi drenato dalla vasca, lasciando il modello solido. L’EnvisionTEC Perfactory è un esempio di sistema di prototipazione rapida DLP.
I sistemi di stampa a getto d’inchiostro come il sistema Objet PolyJet spruzzano materiali fotopolimerici su un vassoio di costruzione in strati ultrasottili (tra 16 e 30 µm) fino a quando il pezzo è completato. Ogni strato di fotopolimero viene polimerizzato con la luce UV dopo essere stato spruzzato, producendo modelli completamente polimerizzati che possono essere maneggiati e utilizzati immediatamente, senza post-curing. Il materiale di supporto simile al gel, che è progettato per sostenere geometrie complicate, viene rimosso a mano e con il getto d’acqua. È adatto anche per gli elastomeri. C’è un altro tipo di sistema di stampa a getto d’inchiostro disponibile sul mercato che può stampare un fotopolimero in modo strato per strato, con polimerizzazione UV intermedia, per produrre lenti correttive oftalmiche. In questo caso non sono necessarie strutture di supporto, poiché le lenti oftalmiche non hanno bisogno di sporgenze. Luxexcel, una società olandese, ha commercializzato questa tecnologia e la piattaforma di stampa.
Si possono realizzare caratteristiche ultrapiccole con la tecnica di microfabbricazione 3D utilizzata nella fotopolimerizzazione multifotone. Questo approccio utilizza un laser focalizzato per tracciare l’oggetto 3D desiderato in un blocco di gel. A causa della natura non lineare della fotoeccitazione, il gel viene polimerizzato in un solido solo nei punti in cui il laser è stato focalizzato, mentre il gel rimanente viene poi lavato via. Si possono facilmente produrre elementi di dimensioni inferiori a 100 nm, così come strutture complesse con parti mobili e interconnesse.
Un altro approccio usa una resina sintetica che viene solidificata usando i LED.
Nella stereolitografia basata sulla proiezione di immagini a maschera, un modello digitale 3D viene tagliato a fette da una serie di piani orizzontali. Ogni fetta viene convertita in un’immagine bidimensionale della maschera. L’immagine della maschera viene poi proiettata su una superficie di resina liquida fotocurabile e la luce viene proiettata sulla resina per curarla nella forma dello strato. La tecnica è stata usata per creare oggetti composti da più materiali che polimerizzano a velocità diverse. Nei sistemi di ricerca, la luce viene proiettata dal basso, permettendo alla resina di essere rapidamente diffusa in strati sottili uniformi, riducendo il tempo di produzione da ore a minuti. I dispositivi disponibili in commercio come Objet Connex applicano la resina tramite piccoli ugelli.
La produzione continua di interfacce liquide (CLIP) è un’altra forma di produzione additiva che utilizza il processo di fotopolimerizzazione basato sulla DLP per creare oggetti solidi con lati lisci di un’ampia varietà di forme. Il processo continuo di CLIP inizia con un pool di resina fotopolimerica liquida. Una parte del fondo del pool è trasparente alla luce ultravioletta (la “finestra”). Come i sistemi DLP prima di esso, il fascio di luce ultravioletta brilla attraverso la finestra, illuminando la precisa sezione trasversale dell’oggetto. La luce fa solidificare la resina. L’oggetto sale abbastanza lentamente per permettere alla resina di scorrere sotto e mantenere il contatto con il fondo dell’oggetto. Il CLIP è diverso dai processi DLP tradizionali, a causa di una membrana permeabile all’ossigeno che si trova sotto la resina, creando una “zona morta” (interfaccia liquida persistente) che impedisce alla resina di attaccarsi alla finestra (la fotopolimerizzazione è inibita tra la finestra e il polimerizzatore).
A differenza della stereolitografia, il processo di stampa è considerato continuo dai suoi fondatori e considerevolmente più veloce dei processi DLP tradizionali, permettendo la produzione di parti in minuti invece che in ore.
Di recente, l’uso delle tecniche di stampa 3D stereoligrafica è stato ulteriormente sviluppato per consentire la produzione additiva di materiali ceramici. Il successo della stampa 3D di ceramiche usando la stereolitografia si ottiene attraverso la fotopolimerizzazione di polimeri preceramici per produrre ceramiche a base di silicio di una classe conosciuta più ampiamente come ceramiche derivate dai polimeri, tra cui il carburo di silicio e l’ossicarburo di silicio.
Litografia assiale computerizzataModifica
La litografia assiale computerizzata è un metodo per la stampa 3D basato sull’inversione del principio della tomografia computerizzata (TC) per creare stampe in resina fotocurabile. È stato sviluppato da una collaborazione tra l’Università della California, Berkeley con il Lawrence Livermore National Laboratory. A differenza di altri metodi di stampa 3D, non costruisce modelli attraverso il deposito di strati di materiale come la modellazione a deposizione fusa e la stereolitografia, ma crea oggetti utilizzando una serie di immagini 2D proiettate su un cilindro di resina. Si distingue per la sua capacità di costruire oggetti molto più rapidamente di altri metodi che utilizzano le resine e la capacità di incorporare oggetti all’interno delle stampe.
Liquido additivo manufacturingEdit
Liquido additivo manufacturing (LAM) è una tecnica di produzione additiva che deposita un materiale liquido o altamente viscoso (ad esempio gomma siliconica liquida) su una superficie di costruzione per creare un oggetto, che viene poi vulcanizzato utilizzando il calore per indurire. Il processo è stato originariamente creato da Adrian Bowyer ed è stato poi sviluppato dalla tedesca RepRap.
LaminazioneModifica
In alcune stampanti, la carta può essere utilizzata come materiale di costruzione, con un conseguente minor costo di stampa. Durante gli anni ’90 alcune aziende commercializzavano stampanti che tagliavano sezioni trasversali di carta speciale rivestita di adesivo usando un laser ad anidride carbonica e poi le laminavano insieme.
Nel 2005 Mcor Technologies Ltd ha sviluppato un processo diverso usando normali fogli di carta da ufficio, una lama di carburo di tungsteno per tagliare la forma, e la deposizione selettiva di adesivo e pressione per incollare il prototipo.
C’è anche una serie di aziende che vendono stampanti che stampano oggetti laminati usando sottili fogli di plastica e metallo.
Il consolidamento ultrasonico (UC) o Ultrasonic Additive Manufacturing (UAM) è una produzione additiva a bassa temperatura o tecnica di stampa 3D per i metalli.
Deposizione diretta di energia (DED)Edit
Deposizione diretta di energia alimentata a polvereEdit
Nella deposizione diretta di energia alimentata a polvere, un laser ad alta potenza viene utilizzato per fondere la polvere metallica fornita al fuoco del raggio laser. Il raggio laser tipicamente viaggia attraverso il centro della testa di deposizione ed è focalizzato su un piccolo punto da una o più lenti. La costruzione avviene su una tavola X-Y che è guidata da un percorso utensile creato da un modello digitale per fabbricare un oggetto strato per strato. La testa di deposizione viene spostata verticalmente verso l’alto man mano che ogni strato viene completato. La polvere metallica viene consegnata e distribuita intorno alla circonferenza della testa o può essere divisa da un collettore interno e consegnata attraverso ugelli disposti in varie configurazioni intorno alla testa di deposizione. Una camera ermeticamente sigillata riempita di gas inerte o un gas inerte locale viene spesso usato per schermare il pool di fusione dall’ossigeno atmosferico per un migliore controllo delle proprietà del materiale. Il processo di energia diretta alimentato a polvere è simile alla sinterizzazione laser selettiva, ma la polvere metallica viene applicata solo dove il materiale viene aggiunto alla parte in quel momento. Il processo supporta un’ampia gamma di materiali tra cui il titanio, l’acciaio inossidabile, l’alluminio e altri materiali speciali, così come i compositi e il materiale classificato in modo funzionale. Il processo non solo può costruire completamente nuove parti in metallo, ma può anche aggiungere materiale a parti esistenti, ad esempio per rivestimenti, riparazioni e applicazioni di produzione ibrida. LENS (Laser Engineered Net Shaping), che è stato sviluppato dai Sandia National Labs, è un esempio del processo Powder Fed – Directed Energy Deposition per la stampa 3D o il ripristino di parti metalliche.
Processi a filo metallicoModifica
I sistemi a filo basati sul laser, come il Laser Metal Deposition-wire (LMD-w), alimentano il filo attraverso un ugello che viene fuso da un laser utilizzando una schermatura di gas inerte in un ambiente aperto (gas che circonda il laser), o in una camera sigillata. La fabbricazione a forma libera con fascio di elettroni utilizza una fonte di calore a fascio di elettroni all’interno di una camera a vuoto.