Tecnologia FDM e PolyJet a confronto. Quale scegliere?

La tecnologia FDM® (Fused Deposition Modeling) e la tecnologia PolyJet® sono due delle più avanzate ed efficaci tecnologie di stampa 3D oggi disponibili per la fabbricazione additiva. La prima permette la stampa di oggetti 3D attraverso la deposizione di un filamento plastico che viene fuso e depositato in strati sul piano di costruzione, la seconda utilizza fotopolimeri liquidi che vengono solidificati attraverso raggi UV.

La gamma di stampanti basate su queste tecnologie spazia dalle stampanti 3D desktop con costi contenuti ai sistemi di produzione 3D di grande formato; con queste tecnologie si possono stampare modelli 3D estremamente precisi e dettagliati, così come oggetti resistenti e duraturi, sia per la realizzazione di prototipi che per la produzione di parti finite.

Benché la gamma di applicazioni sia molto ampia e in alcuni casi la tecnologia FDM e la tecnologia PolyJet siano entrambe utilizzate per ottenere il risultato finale, è bene ricordare che restano due tecnologie di stampa 3D ben distinte che possono offrire vantaggi differenti.

Ecco quali sono i criteri di valutazione principali da seguire per scegliere la tecnologia di stampa 3D (e quindi la stampante 3D) più adatta ai nostri scopi.

3 punti da considerare per scegliere la tecnologia di stampa 3D

Molto spesso la scelta finale deriva dal giusto equilibrio tra materiali, caratteristiche delle parti da stampare in 3D e operatività, poiché entrambe le tecnologie, come detto, possono offrire vantaggi.

Materiali

La gamma di materiali disponibili è un elemento che può influenzare in modo sostanziale la scelta della tecnologia di stampa 3D. Va detto che a parità di tecnologia le stampanti 3D professionali solitamente permetto una scelta di materiali più ampia rispetto alle stampanti 3D economiche. Ad esempio, tra le stampanti 3D con tecnologia FDM, le MakerBot possono stampare con materiale ABS o PLA mentre le Stratasys dispongono di filamenti che vanno dal ABS ai materiali con caratteristiche elevate come Ultem 1010, Nylon 12, Policarbonato (PC), utilizzati anche nell’industria automobilistica, aerospaziale, medicale.

I materiali FDM consentono generalmente di ottenere parti precise e resistenti, con caratteristiche che restano inalterate per lungo tempo e in grado di sopportare sforzi senza deformarsi.

Un punto di forza della tecnologia PolyJet è la possibilità di stampare oggetti a colori e multi-materiale; tra i materiali d stampa 3D disponibili troviamo quindi fotopolimeri in grado di simulare le proprietà fisiche, chimiche e meccaniche di materiali industriali come l’ABS ma anche gomma e trasparente, così come materiali biocompatibili che permettono il contatto con alimenti o mucose per un certo periodo di tempo.

Tra i materiali biocompatibili ci sono anche quelli per odontoiatria che vengono usati per realizzare impianti di prova e guide chirurgiche. La capacità unica dei sistemi di stampa 3D basati su tecnologia PolyJet di mixare fino a tre differenti fotopolimeri di base in un unico processo di stampa, permette di ottenere centinaia di materiali digitali che vengono creati in fase di stampa per simulare i prodotti finali con estremo realismo. Per questa ragione la tecnologia PolyJet è particolarmente apprezzata per la realizzazione di prototipi estremamente realistici e con dettagli di qualità elevata che non richiedono laboriose operazioni di post processing sul modello stampato in 3D; è il caso, ad esempio dei beni di consumo, del fashion design, del settore medicale, dello stampaggio di materie plastiche.

Caratteristiche delle parti da stampare

Per stabilire quale sia la tecnologia di stampa 3D, FDM o PolyJet, più adatta alle nostre esigenze, dobbiamo avere ben chiaro cosa vogliamo ottenere in termini di finitura superficiale, qualità dei dettagli, accuratezza, robustezza, dimensione delle parti stampate.

Le stampanti 3D PolyJet permettono di ottenere pezzi stampati con superfici subito lisce. Basta una leggera levigatura per ottenere superfici perfettamente uniformi e lucide, pronte per essere trattate anche con processi che rivelerebbero subito la minima imperfezione come l’elettro placcatura per ottenere un effetto specchio. La qualità dei dettagli raggiungibile con una stampante 3D PolyJet è molto elevata grazie alla risoluzione di stampa che arriva a 16 micron pertanto sono preferibili quando si debbono stampare prototipi con dettagli molto piccoli.

Questo non accade stampando con una stampante 3D FDM poiché i layer che vengono depositati via via durante l’estrusione del materiale danno luogo a superfici più rugose che rendono visibili gli strati depositati. Tale rugosità può essere eliminata con un post processing del pezzo stampato che può avvenire con lavorazioni manuali (carteggiatura, lisciatura mediante acetone o cianacrilati) oppure con apposite stazioni di finitura. L’impiego ideale della tecnologia FDM è per la produzione di parti dimensionalmente stabili nel tempo e sotto sforzo, aspetto critico soprattutto se queste vengono usate in produzione.

Circa la dimensione delle parti da stampare sia la tecnologia FDM che la PolyJet offrono molte possibilità che soddisfano un po’ tutte le esigenze. Il volume di stampa va da un minimo di 127 x 127 x 127 mm dei modelli più piccoli, fino a 1000 x 800 x 500 mm dei sistemi di produzione.

Operatività

Valutare gli aspetti operativi significa anche avere il controllo dei tempi di produzione e dei costi.

Vanno considerati: la necessità o meno di un ambiente dedicato alla stampante 3D; i tempi di preparazione per l’avvio di una stampa e i tempi di post lavorazione una volta che il modello è stato stampato; i costi del materiale e dell’eventuale supporto; la facilità d’uso del sistema, anche in relazione alla nostra capacità o voglia di dedicarvi tempo.

Le stampanti 3D FDM e PolyJet possono generalmente operare in un ambiente di ufficio, anche se in molti casi avere una zona dedicata alla stampa 3D risulta più pratico. Fanno eccezione i grossi sistemi di produzione come, ad esempio, la Stratasys Fortus 900mc o la Stratasys Objet1000 che conviene collocare in un ambiente molto ampio, al piano terreno, per via delle loro imponenti dimensioni.

Le stampanti 3D professionali sono caratterizzate da una ingegnerizzazione che le rende facili da usare grazie agli strumenti e al software che sono i dotazione con la stampante. Naturalmente questo non significa che non sia necessaria un po’ di formazione da parte di un tecnico specializzato che provveda anche all’installazione e al primo avviamento della stampante 3D, sia essa FDM o PolyJet.

Infine, se il budget è di primaria importanza, la tecnologia FDM risulta essere la scelta più conveniente poiché dispone di materiali economici, come l’ABS, e l’ordinaria manutenzione ha costi inferiori rispetto alla tecnologia PolyJet.

Non è infrequente che in aziende dove l’additive manufacturing è stato adottato per innovare gran parte dei processi produttivi, vengano utilizzate sia la tecnologia PolyJet che la tecnologia FDM per sfruttarne i rispettivi vantaggi. Ne è un esempio Floatility GmbH, startup tedesca che ha sviluppato e presentato un nuovo scooter elettrico a tempo di recordo grazie alla stampa 3D.

In sintesi:

PRESTAZIONI = TECNOLOGIA FDM PRECISIONE = TECNOLOGIA POLYJET
  • Utilizzo di termoplastiche industriali
  • Superfici levigate e dettagli accurati
  • Stampa 3D di parti robuste, stabili, durature
  • Prototipi realistici, identici al prodotto reale
  • Proprietà meccaniche pari ai prodotti finali
  • Stampa 3D a colori e multi-materiale
Energy Group - Stampanti 3D

Energy Group - Stampanti 3D professionali

Energy Group è un'azienda italiana specializzata nella fornitura di soluzioni di stampa 3D professionale. Fondata nel 1995, ha maturato una solida esperienza nelle tecnologie 3D a supporto del ciclo di sviluppo dei prodotti, dalla progettazione alla fabbricazione. Dal 2005 è rivenditore di stampanti 3D professionali e sistemi di additive manufacturing dei migliori brand tra cui Stratasys, Desktop Metal, Formlabs, MakerBot. Energy Group è parte di SolidWorld Group, il più grande gruppo italiano per la innovazione digitale 3D.

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