Stampanti 3D a resina ea filamento: quale è meglio?
Josh Hendrickson
Se stai pensando di acquistare una stampante 3D, potresti essere sorpreso di scoprire che esistono due tipi distinti di stampanti 3D: Fused Deposition Modeling (FDM) e resina. Sebbene entrambi utilizzino la plastica per creare stampe 3D, ciò che dovresti ottenere dipende da diversi fattori, da cosa e dove stamperai, a quanta agitazione dopo la stampa sei disposto a fare. Diamo un’occhiata più da vicino.
Produzione additiva: la torta a strati della stampa 3D
La maggior parte della stampa 3D, specialmente a livello di hobbisti o prototipi, viene creata da un processo chiamato produzione additiva. Sebbene possa sembrare complesso, in realtà è solo il termine tecnico per creare un oggetto stampando strati molto sottili, uno sopra l’altro, per creare la stampa desiderata. Questo è vero indipendentemente dal fatto che il processo utilizzato sia la stampa FDM (Fused Deposition Manufacturing), a volte chiamata FFF (Fused Filament Fabrication), o la stereolitografia, utilizzando una resina plastica liquida che indurisce all’esposizione alla luce ultravioletta di una certa frequenza. Se pensi a una torta composta da strati piuttosto che solo un pezzo di torta, hai l’idea.
Stampanti FDM: creazione di un oggetto da un rotolo di plastica
Una stampante FDM dispone uno strato sopra l’altro. sadedesign/Shutterstock.com
La stampa 3D FDM è attualmente la forma più popolare di stampa 3D a prezzi da bassi a moderati, anche se sta cambiando poiché le stampanti in resina a prezzi ragionevoli stanno inondando il mercato. La stampa FDM utilizza un rotolo di plastica sottile simile a un filo con un diametro di 1,75 mm o 3 mm, con 1,75 mm che è il più popolare. Il filamento termoplastico viene fornito su una bobina di plastica. La bobina di dimensioni più popolari contiene 1 kg in peso di filamento. Praticamente nessun venditore in realtà ti dice quanto è lungo il filamento, solo quanto pesa. Va bene perché la maggior parte dei software slicer, che converte il modello di oggetti 3D in Gcode che dice alla stampante dove e come stampare ogni strato, spesso ti dirà quanto filamento in metri o piedi richiederà l’oggetto.
I filamenti per stampanti 3D FDM sono disponibili in una varietà di materiali diversi, ciascuno più adatto alla stampa di diversi tipi di oggetti. Il più popolare e più facile da usare dal punto di vista della specifica di fattori come la temperatura dell’estrusore e altre impostazioni è il PLA (acido polilattico), che è biodegradabile, inodore e non richiede una piattaforma di costruzione riscaldata per aderire. In genere è anche un po’ meno costoso di altri materiali per filamenti.
L’ABS (Acrilonitrile Butadiene Stirene) è un altro filamento popolare e di solito è un materiale più resistente e durevole del PLA. È anche un po’ più esigente riguardo ai parametri di stampa rispetto al PLA, poiché richiede una temperatura dell’estrusore più elevata e una piastra di stampa riscaldata per ottenere i migliori risultati e prevenire la deformazione. Altri materiali come PETG (polietilentereftalato). Anche TPU (poliuretano termoplastico), nylon e altri materiali come il filamento che contiene riempitivi come fibre di metallo o legno, sono abbondanti e consentono di stampare oggetti che sembrano metallo, legno o persino fibra di carbonio.
L’effettivo processo di stampa della stampa su filamento può essere considerato come una pistola per colla che si muove in tre dimensioni. Un modulo estrusore srotola il filamento di plastica e lo guida nell’estremità calda (che a volte è incorporata nell’estrusore), dove viene fuso ed espulso da un ugello metallico. L’hot end viene spostato in tre dimensioni: lungo l’asse X (da lato a lato), l’asse Y (davanti e dietro) e l’asse Z (su e giù). Con alcune stampanti, è l’hot-end che si sposta e, in alcune, la piattaforma di stampa si sposta sull’asse X e Y e l’hot-end si sposta sull’asse Z. Il risultato netto, in ogni caso, è che una sottile linea di filamento fuso viene adagiata, prima sulla piattaforma di costruzione per il primo strato, poi sopra ogni strato precedente, costruendo l’oggetto stampato strato per strato fino al l’oggetto è finito.
Le cose da considerare con una stampante FDM includono il tipo di filamento che può utilizzare, le dimensioni del piano di stampa e se il piano di stampa può essere riscaldato. Un piano di stampa riscaldato è importante se si desidera utilizzare la più ampia varietà di tipi di filamenti. Con molti tipi di filamento, come l’ABS, un piano di stampa non riscaldato può impedire all’oggetto che si sta stampando di aderire al piano di stampa o causare la deformazione della base dell’oggetto stampato quando la plastica si raffredda. E tieni presente che alcune materie plastiche emettono fumi sgradevoli quando si sciolgono, quindi per usarle potrebbe essere necessario posizionare la stampante dove i fumi prodotti non saranno fastidiosi.
Un’altra considerazione è il software fornito con la stampante. L’applicazione fornita con ogni stampante, sia FDM che SLA, è chiamata slicer. L’affettatrice converte l’immagine del modello in istruzioni che controllano la stampante e la qualità di stampa. Il linguaggio utilizzato dalle stampanti 3D si chiama Gcode.
Alcuni fornitori di stampanti, come XYZprinting, utilizzano il proprio software slicer. Altri utilizzano il software CURA sviluppato e mantenuto dal fornitore di stampanti Ultimaker. CURA viene rilasciato come software open source, con i singoli fornitori di stampanti che aggiungono i profili della stampante, che impostano alcuni parametri di stampa, all’elenco delle stampanti supportate. Alcuni altri affettatrici popolari sono KISSlicer, PrusaSlicer, Repetier e Slic3r. Se pensi di poter acquistare diverse stampanti FDM da diversi fornitori, potrebbe avere senso utilizzare un’affettatrice universale come CURA, che supporta centinaia di diversi modelli di stampanti di numerosi fornitori.
Stampanti a resina SLA: stampa con luce invisibile
Le stampanti in resina creano oggetti con plastica liquida fotosensibile. luchschenF/Shutterstock.com
Una seconda tecnologia di stampa 3D è la stereolitografia, spesso abbreviata in SLA. La stereolitografia è stata la prima tecnologia di stampa 3D ed è stata inventata nel 1986. Le stampanti 3D SLA utilizzano una forma di resina liquida che si indurisce all’esposizione alla luce ultravioletta mediante un processo chiamato fotopolimerizzazione. Nella maggior parte delle stampanti SLA hobbistiche, questa sorgente di luce è un LED UV che brilla attraverso un pannello LCD che consente il passaggio di una parte della luce e ne blocca altre. Quando la luce UV passante colpisce lo strato di resina, indurisce la plastica su una piattaforma di costruzione che si muove verticalmente ed espone più resina liquida per creare l’oggetto strato dopo strato.
C’è un numero enorme di resine disponibili e molte sono per la stampa specializzata di tipi specifici di stampe 3D in resina. Questi includono plastica dura, plastica flessibile, resina per la creazione di gioielli e fusione a cera persa e resine utilizzate nei laboratori odontotecnici. La resina standard è disponibile da una dozzina o più venditori e viene venduta al litro (o mezzo litro).
Le stampanti in resina sono disordinate e tossiche. La resina può entrare nelle mani o negli occhi e si consigliano guanti e protezione per gli occhi in nitrile. Quasi tutte le resine utilizzate nella stampa 3D emettono fumi e richiedono l’uso in un’area ben ventilata. La stampa su resina presenta alcune gravi carenze per l’utente principiante, tra cui affettatrici specializzate, lastre di piccole dimensioni; e la necessità di post-elaborazione, compreso un lavaggio con alcol isopropilico e la polimerizzazione UV dell’esterno dell’oggetto (sebbene lasciarlo al sole per diverse ore lo ottenga). Se scegli la stampa in resina, un accessorio utile è una stazione di lavaggio e polimerizzazione, che può costare $ 100 o più. Molti produttori di stampanti 3D in resina creano anche stazioni di polimerizzazione corrispondenti compatibili tra loro. La stampa su resina era molto più costosa della stampa FDM,
Prendere la tua decisione
Per molti potenziali acquirenti, una stampante a filamento FDM sarà la strada da percorrere per la tua prima stampante 3D. La stampa della resina è disordinata, crea fumi e richiede una notevole quantità di finitura dopo la stampa, inclusa una sorta di scatola di stampa UV per polimerizzare lo strato più esterno di resina o lasciare l’oggetto al sole per indurire lo strato superficiale. Anche la resina in eccesso deve essere smaltita con cura; non puoi semplicemente sciacquarlo nel lavandino o buttarlo nel water. Le stampanti a filamento FDM sono semplicemente meno costose e più facili da usare (almeno per iniziare).
Tuttavia, nonostante tutto il disordine, la pignoleria e i fumi, gli oggetti stampati in resina tendono ad essere più dettagliati e mostrano meno strati. Le stampanti in resina sono molto popolari per la stampa di miniature. L’affettatrice inclusa con le stampanti in resina è leggermente diversa da quelle fornite o disponibili per una stampante FDM. Svolgono ancora la stessa funzione, convertendo i modelli in codice che la stampante può eseguire. Tuttavia, poiché una stampante a resina funziona in modo diverso da un’unità FDM, anche il codice è diverso. Molte stampanti in resina sono dotate di un’affettatrice chiamata Chitubox e l’affettatrice Prusa funzionerà anche con le stampanti SAL.
Indipendentemente dalla tecnologia scelta, ci sono migliaia di file di oggetti 3D online e disponibili per il download gratuito. Un buon punto di partenza è Thingiverse.com di Makerbot. Iniziare le tue attività di stampa 3D con uno di questi è un modo fantastico per creare esperienza.