Fuse 1: la stampante 3D SLS compatta per parti funzionali in nylon
Fuse 1 è la stampante 3D SLS di Formlabs pensata per colmare il divario tra le costose stampanti 3D industriali a sinterizzazione laser selettiva e la necessità sempre più frequente di disporre di un sistema additivo in grado di realizzare parti funzionali di alta qualità ma con un ingombro ridotto e di offrire un flusso di lavoro completo e semplificato con un prezzo nettamente inferiore rispetto ai sistemi SLS tradizionali.
La stampante 3D Fuse 1 utilizza un singolo laser e ha una camera di stampa più piccola che richiede meno calore. La polvere del materiale plastico utilizzata viene esposta a temperature elevate per periodi di tempo brevi e per questo non è necessario usare gas inerti e impianti per il trattamento dell’aria. Inoltre, la stampante funziona con la normale alimentazione a corrente alternata, grazie al ridotto consumo energetico e non necessita di infrastrutture specializzate.
La Formlabs Fuse 1 è dotata di una soluzione in corso di brevetto chiamata armatura superficiale, una scocca semi-sinterizzata che mantiene l’area attorno alle parti a una temperatura uniforme durante la stampa, garantendo un’eccellente finitura superficiale, proprietà meccaniche uniformi, un’elevata affidabilità e un alto tasso di rigenerazione.
Benchè le stampanti 3D SLS industriali compatte come Formlabs Fuse 1 offrano generalmente un volume di costruzione leggermente ridotto rispetto ai sistemi SLS tradizionali, esse presentano indubbiamente doversi vantaggi, come l’ingombro ridotto, un prezzo più basso e un flusso di lavoro semplificato, sebbene la qualità delle parti stampate sia elevata.
Fuse 1: quali materiali per stampa 3D utilizza?
Come è noto, il materiale di stampa 3D più usato con la tecnologia di sinterizzazione laser selettiva è il nylon, un polimero termoplastico sintetico della famiglia dei poliammidi. Si tratta di una termoplastica ingegneristica molto efficiente adatta tanto alla prototipazione funzionale quanto alla produzione per utilizzo finale. Il nylon è ideale per assemblaggi complessi e parti durevoli dall’elevata stabilità ambientale.
Le parti in nylon stampate in 3D con la sinterizzazione laser selettiva sono robuste, rigide, resistenti e durevoli pertanto sono in grado di resistere agli urti e all’usura ripetuta. Il nylon è in grado di resistere ai raggi UV, alla luce, al calore, all’umidità, ai solventi, agli sbalzi termici e all’acqua. Le parti stampate in 3D in nylon possono anche essere biocompatibili e non sensibilizzanti, il che significa che possono essere indossate e utilizzate in sicurezza in numerosi ambiti.
La Formlabs Fuse 1 stampa parti 3D utilizzando polvere di nylon 12 (PA12), il materiale più diffuso nella stampa 3D SLS.
La Nylon 12 Powder utilizzata dalla Fuse 1 di Formlabs è una polvere monocomponente. Altri modelli di stampante 3D a sinterizzazione laser selettiva possono utilizzare anche polveri bicomponente, come polveri rivestite o miscele di polveri. I compositi di nylon con alluminuro, carbonio o vetro vengono sviluppati per ottimizzare le parti e ottenere maggior resistenza, rigidità o flessibilità. Con queste polveri bicomponente, viene sinterizzato solo il componente con il punto di transizione vetrosa inferiore, legando entrambi i componenti.
L’ecosistema per la stampa 3D SLS di Formlabs Fuse 1
Per offrire un ecosistema compatto e autonomo che permette la gestione della polvere in modo completo, la Fuse 1 comprende anche la Fuse Sift, che combina in un solo dispositivo estrazione delle parti, nonché recupero, conservazione e miscelazione della polvere. Con Fuse 1, Formlabs ha realizzato un vero e proprio ecosistema per la stampa additiva a sinterizzazione laser selettiva che offre un flusso di lavoro completo e semplificato. Inoltre, la camera di stampa modulare di Fuse 1 permette di migliorare il flusso di lavoro e accelerare la produzione delle parti stampate in 3D.
Stampante 3D Fuse 1: principali caratteristiche
- Tecnologia di stampa 3D: SLS – Selective Laser Sintering
- Materiali di stampa: Nylon 12 Powder
- Volume di costruzione: 165x165x300 mm
- Spessore dello strato: 110 micron
- Tasso di rigenerazione del materiale: 30-50%
- Connettività rete: Ethernet e WiFi
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Il flusso di lavoro tipico con la stampante 3D SLS Fuse 1
PROGETTAZIONE E PREPARAZIONE DEL FILE
Dal modello digitale 3D ottenuto dal software di progettazione CAD o attraverso la scansione 3D e la reverse engineering si ottiene il file stampabile in formato STL o OBJ. La stampante 3D SLS Fuse 1 usa il software di preparazione della stampa PreForm (scaricabile gratuitamente) che consente di duplicare e organizzare in modo semplice le parti all’interno di una griglia tridimensionale, così da utilizzare al meglio il volume di ogni singola stampa. PreForm suggerisce in maniera automatica le impostazioni ottimali di orientamento e posizionamento delle parti, dando la possibilità di effettuare eventuali modifiche qualora sia necessario.
Il software di stampa di Fuse 1 permette inoltre di fare una stima del tempo necessario alla stampa in modo da pianificare agevolmente il lavoro.
STAMPA 3D
Le stampe 3D SLS possono richiedere da poche ore a diversi giorni, a seconda delle dimensioni e della complessità delle parti, oltre che della loro densità. Al completamento della stampa sulla Fuse 1, è necessario lasciar raffreddare leggermente la camera di stampa all’interno dell’alloggiamento di stampa prima di procedere alla post-elaborazione per garantire proprietà meccaniche ottimali ed evitare la deformazione delle parti. La camera di stampa modulare di Fuse 1 è intercambiabile quindi una volta raggiunto il grado di raffreddamento necessario, è possibile rimuovere la camera di stampa e inserirne una nuova per eseguire un’altra stampa, velocizzando il flusso di lavoro.
La Fuse 1 è dotata di display touchscreen che mostra in tempo reale il letto di stampa e permette all’operatore di osservare la formazione di ogni nuovo strato. Allo stesso modo è possibile monitorare la stampa dal computer attraverso il software PreForm.
RECUPERO DELLE PARTI E POST-ELABORAZIONE
La post-elaborazione delle parti stampate in 3D con la tecnologia SLS richiede poco tempo e poca manodopera rispetto ad altri processi di stampa 3D. È facilmente scalabile e offre risultati uniformi per lotti di parti grazie all’assenza di strutture di supporto. Dopo che un lavoro di stampa è stato completato sulla Fuse 1, si rimuovono le parti dalla camera di stampa, si separano e si puliscono per eliminare la polvere in eccesso. Molto spesso, questa operazione viene svolta manualmente presso una postazione di pulizia utilizzando aria compressa.
La polvere in eccesso rimanente dopo aver pulito la parte stampata in 3D viene filtrata per rimuovere le particelle più grandi e può essere riciclata. La polvere non utilizzata si degrada leggermente con l’esposizione ad alte temperature, perciò dovrebbe essere miscelata a materiale nuovo prima di essere utilizzata in lavori di stampa successivi. La possibilità di riutilizzare il materiale per i lavori di stampa successivi rende la sinterizzazione laser selettiva uno dei metodi di produzione con minor spreco.
L’ecosistema di stampa 3D Formlabs Fuse 1 ottimizza questo processo grazie al dispositivo Fuse Sift che permette l’estrazione delle parti e della polvere non sinterizzata, nonché lo stoccaggio, il dosaggio e la miscelatura della polvere per il successivo riutilizzo.
La Fuse Sift completa il flusso di lavoro della stampa SLS effettuata con la Fuse 1. Offre un sistema sicuro ed efficiente per estrarre le stampe e riciclare la polvere. La Fuse Sift è in grado di erogare e miscelare automaticamente la polvere nuova con quella usata, in modo da ridurre gli sprechi e monitorare le riserve di polvere.
POST-ELABORAZIONE ADDIZIONALE
Le parti stampate in 3D con la Fuse 1 sono pronte per l’uso dopo la sinterizzazione. Tuttavia, ciò non esclude la possibilità di eseguire trattamenti addizionali per ottenere una finitura superficiale meno granulosa rispetto a quella ottenibile con la stampa 3D SLS. Le parti possono essere sabbiate o lucidate, verniciate a spruzzo, laccate, placcate e rivestite per ottenere parti con diversi colori, finiture e proprietà come, ad esempio, l’impermeabilità e la conduttività. Le parti SLS ottenute con la Fuse 1 di Formlabs sono di colore scuro, quindi non si prestano a essere tinte.
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