Prototipo di occhiali con stampante 3d PolyJet J750

Quali sono le caratteristiche di una buona stampante 3D per prototipi?

Qualunque sia la tecnica usata per realizzarlo, un prototipo deve essere veloce da costruire, bello da vedere e deve costare poco. Inoltre, non può essere perfetto quanto l’oggetto reale: oppure no?

Uno degli impieghi più diffusi delle stampanti 3D è sicuramente la realizzazione di prototipi di oggetti che sono destinati ad entrare in produzione una volta terminata la fase studio e ingegnerizzazione del prodotto finale. Il prototipo permette al progettista di verificare con un certo anticipo eventuali difetti che possono influenzare negativamente (o magari rendere impossibile) la produzione su larga scala oppure l’esperienza degli utilizzatori del prodotto finale.

Tanto più è semplice, rapido ed economico costruire il prototipo durante il ciclo di sviluppo di un prodotto, tanto più frequentemente sarà possibile eseguire le verifiche e ridurre il rischio di errori nelle fasi successive.

Dal momento che la progettazione viene eseguita con un CAD 3D (es. SolidWorks, Inventor, Catia), si dispone del modello digitale dell’oggetto che può essere inviato alla stampante 3D per costruire il prototipo con tempi e costi molto ridotti rispetto alle tecniche di lavorazione tradizionali.

Il vantaggio che si ottiene dall’uso della stampa 3D per la prototipazione, di solito è tanto maggiore quanto più complessa e articolata è la forma dell’oggetto stesso poiché il processo additivo che sta alla base delle stampanti 3D permette di riprodurre agevolmente anche forme organiche, cavità, sottosquadri, ecc.

La buona notizia è che questa capacità è una prerogativa di tutte le stampanti 3D, dalle più economiche alle più costose, benchè tra i vari modelli disponibili sul mercato ci siano, ovviamente, delle differenze. Ma allora, come fare a scegliere quella che costruirà il nostro prototipo ideale senza buttare via soldi in un acquisto inutile?

Prototipo contenitore stampato in 3d con Agilus30
Prototipo di coperchio per contenitore stampa in 3D con materiale simil gomma Stratasys Agilus30 per stampanti 3D PolyJet

Per prima cosa pensiamo a come useremo il prototipo stampato in 3D.

Gli scopi per cui generalmente si stampa un prototipo in 3D sono legati alla verifica del progetto.

Se abbiamo bisogno di eseguire la verifica estetica – ad esempio per sottoporre il concept di un prodotto al marketing oppure per mostrare in anteprima ad un cliente un prodotto su misura – dovremo orientarci su stampanti 3D che siano in grado di stampare con materiali realistici, in grado di riprodurre il più fedelmente possibile il prodotto finale.

In questi casi sono due le tecnologie principali che possono dare questo risultato: la tecnologia PolyJet, tipica delle stampanti 3D Stratasys Objet, Connex e J750, o la stereolitografia, come quella delle stampanti 3D Formlabs Form 1 e Form 2.

Le stampanti 3D PolyJet appartengono alla fascia professionale medio-alta, utilizzano fotopolimeri liquidi per la stampa 3D che vengono solidificati durante il processo di stampa attraverso un fascio di luce. A seconda del modello della macchina potete stampare in 3D prototipi monomateriale a un colore, utilizzando una Objet24, oppure spingervi fino alla stampa 3D di prototipi multimateriale e policromatici con riproduzione di texture in superfice, utilizzando la Stratasys J750, con materiali rigidi o morbidi, opachi o trasparenti, anche mixati tra loro per ottenere prototipi di un realismo sorprendente (vedi foto in copertina: prototipo di occhiali stampato con tecnologia PolyJet).

Le stampanti 3D a stereolitografia laser di Formlabs, come la Form 2, appartengono alla fascia delle stampanti professionali desktop e rappresentano una ottima soluzione per ottenere stampe 3D di qualità con un investimento entry-level. Sono particolarmente adatte per produrre prototipi di piccole dimensioni e con dettagli elevati, caratteristica che le rende molto apprezzate nella gioielleria dove vengono impiegate anche per la produzione delle matrici di microfusione con una apposita resina calcinabile, e nel settore odontoiatrico grazie alla disponibilità di resine biocompatibili specifiche.

prototipo di gioiello stampato in resina su stampante 3D SLA

Prototipo di anello in resina per stereolitrografia, matrice per microfusione in resina calcinabile e oggetto finale.

 

Se la qualità estetica e superficiale del prototipo che volete stampare è secondaria rispetto alla sua robustezza e stabilità dimensionale, e magari dovete verificarne il comportamento quando viene sottoposto a sollecitazione meccaniche, termiche o chimiche particolari, oppure se dovete verificare ergonomia, accoppiamenti, cinematismi, conviene orientarsi su una stampante 3D FDM.

La tecnologia FDM (Fused Deposition Modeling) è forse la più diffusa tra le stampanti 3D e offre una gamma di prodotti molto ampia il cui costo va dalle poche centinaia di euro a diverse decine di migliaia.

Orientarsi qui potrebbe non essere facile perché è fuor di dubbio che ognuno di noi sarebbe tentato di acquistare la stampante 3D più economica.

Il primo requisito che deve soddisfare la vostra stampante 3D ideale riguarda il materiale di stampa che deve essere idoneo per eseguire le verifiche che intendete fare sul prototipo.

prototipo di casco da moto stampato in 3d con materiale ABS su Stratasys F123

Prototipo di casco da moto stampato in 3d con materiale ABS su Stratasys F123

 

Buona parte dei test funzionali possono essere eseguiti su prototipi in ABS, materiale poco costoso e resistente, stabile e duraturo nel tempo. Tra le stampanti 3D che usano ABS ci sono la MakerBot Replicator 2X, stampante 3D desktop, che ha un prezzo di poco superiore ai 2000 euro, la inossidabile Stratasys uPrint e la nuova Stratasys F170 della serie F123 nella fascia di stampanti 3D professionali con prezzi che stanno al di sotto dei 20.000 euro. Molto interessante la possibilità offerta dalla F170 di utilizzare anche altri materiali oltre al ABS; infatti, questo sistema progettato per la prototipazione, può stampare in 3D anche con PLA – per realizzare prototipi con un materiale biodegradabile, di basso costo e con buona resistenza – e con ASA, il materiale FDM adatto a stampare prototipi resistenti e stabili all’azione dei raggi UV dotati di una buona finitura superficiale, molto apprezzato anche nel settore automobilistico.

prototipo auto in nylon12cf  con stampa3d fdm
Prototipo di leva del freno di un auto stampato in 3D con materiale Stratasys Nylon 12CF su sistema di produzione 3D Stratasys Fortus 450mc

Per conoscere più in dettaglio la gamma dei materiali di stampa 3D per applicazioni di prototipazione, vi consigliamo di consultare la sezione dedicata ai materiali sul sito www.energygroup.it; se, invece volete sapere quale materiale è più adatto a stampare prototipi in base al vostro settore di attività, consultate la sezione Settori.

stampanti3d.it by Energy Group

Energy Group è un'azienda italiana specializzata nelle tecnologie 3D per il Digital Manufacturing. Una esperienza di oltre 20 anni nel mondo della progettazione ha permesso all'azienda di specializzarsi nella fornitura e nel supporto delle tecnologie 3D per la ottimizzazione del processo di sviluppo dei prodotti. Dal 2005 si occupa di soluzioni di stampa 3D professionale per la prototipazione e la produzione come rivenditore di stampanti 3D professionali per la prototipazione e la produzione dei migliori brand: Stratasys, Desktop Metal, Formlabs, MakerBot. Energy Group fa parte di THE3DGROUP, il più grande gruppo italiano per la innovazione digitale 3D.

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