Annabel Scalise Argomenti trattati
Se solo fino a qualche anno fa tutto ciò che riguardava la sfera tridimensionale aveva un sapore decisamente fantascientifico, diciamo ora che la parte “fantasy” ha lasciato quasi totalmente spazio alla scienza. In questo articolo vedremo di familiarizzare gradualmente con il concetto di stampante 3D. Cercheremo di capire cosa è, come funziona, come si usa, se potrà essere adatta a tutte le tasche.
Stampanti 3D professionali
Solitamente per scegliere una stampante (a inchiostro) da comprare, la prima regola è quella di riflettere sull’uso che dobbiamo farne. Così risulterà semplice indirizzarci verso una piuttosto che un’altra. Anche nel caso delle stampanti 3D è bene avere chiaro per cosa ci serve. Infatti, se l’uso sarà professionale e non “casalingo” ci indirizzeremo verso un determinato modello più consono alle nostre esigenze. Poiché la stampante 3D rappresenta un importante strumento per la crescita e l’innovazione delle aziende, dei loro processi di progettazione, dell’ingegnerizzazione e costruzione dei prodotti in ogni tipo di settore, può non essere semplice capire quale rappresenta la soluzione più adatta per noi. Sicuramente può essere d’aiuto anche parlare con uno specialista del settore, che potrà consigliarci quella più adeguata all’uso che vorremmo farne.
Tra le stampanti professionali citiamo due delle migliori presenti sul mercato:
- Cube Pro: precisa, pulita nel suo lavoro, veloce. Le sue dimensioni sono contenute, tutto sommato anche il suo prezzo (che si aggira intorno ai 2500 euro). Considerato il livello di innovazione tecnologica che questi dispositivi hanno nettamente innalzato, a dirla tutta mi aspettavo molto di più. È adatta sia per le grandi aziende, sia per le piccole e medie imprese che vogliono automatizzare e ottimizzare i processi di produzione, stando al passo con i tempi. Tra le plastiche da utilizzare con questo tipo di stampante 3D ci sono filamenti ABS e PLA (i più utilizzati e classici, insomma). La Cube Pro supporta anche la connessione Wi-Fi. Ciò significa che gli oggetti si potranno anche comodamente realizzare con il proprio smartphone;
- Ultimaker 2+: dal design lineare, è un dispositivo anche molto “pratico”. I materiali utilizzati nella sua costruzione, infatti, la rendono resistente agli urti. Consigliata soprattutto per le piccole e medie imprese, supporta diversi filamenti: ABS, PET, PLA. Questa stampante 3D permette di impostare velocità di stampa diverse a seconda del prototipo da realizzare. Il suo prezzo è di oltre 1500 euro.
Stampante 3D come funziona
Ma come funziona una stampante 3D? A pensarci, sembrerebbe veramente fantascienza. Io me la immagino come un dispositivo molto astratto, quasi l’oggetto si materializzasse dal nulla! In realtà questo tipo di stampanti sfruttano il processo di fabbricazione o produzione additiva. Questo tipo di procedura, altrimenti detta “produzione a strati”, così come ci suggerisce quest’ultima definizione, si avvale di un processo di stratificazione per costruire l’oggetto desiderato. L’oggetto viene progettato a partire da un modello 3D realizzato con il CAD tridimensionale oppure tramite l’uso di uno scanner 3D. La tecnologia di stampa 3D varia a seconda dei modelli. I principali sono le stampanti 3D basate su tecnologia FDM, quelle a tecnologia Polyjet, quelle che utilizzano la stereolitografia e quelle a sinterizzazione laser.
La stampante 3D basata su tecnologia FDM è forse quella più semplice da spiegare per tutti coloro che si avvicinano al mondo della tridimensionalità “applicata” per la prima volta. I dispositivi basati su questo tipo di tecnologia utilizzano un processo noto come Fused Deposition Modeling (da qui l’acronimo della tecnologia), che altro non è che un processo di deposizione di filamento fuso. Ciò significa che questo tipo di stampante 3D costruisce gli oggetti sovrapponendo e depositando strati di materiale termoplastico in filamento, su un modello precedentemente progettato. Tra l’altro è uno dei metodi più utilizzati e accessibili, adatti un po’ a tutte le tasche e a tutti i tipi di esigenze. Adatto, insomma, al consumatore un po’ smanettone e ultratecnologico ma anche alle aziende che utilizzano questo tipo di prestazioni per ottimizzare il loro lavoro. Il materiale più usato in questo caso è una resina plastica (ABS), adatta maggiormente per costruire oggetti leggeri e rigidi.
Ci sono poi le stampanti 3D che usano la tecnologia PolyJet, particolarmente apprezzata per l’incredibile realisticità dei modelli prodotti. Modelli molto precisi, caratterizzati da livelli di dettagli molto alti, pregevoli e superfici levigate. Questo particolare tipo di stampante 3D funziona come una “normale” stampante, una di quelle che abbiamo comodamente a casa o che utilizziamo in ufficio. Al posto dell’inchiostro e della carta, però, troviamo dei fotopolimeri liquidi e un piano di stampa su cui si solidifica la resina che andrà a comporre il nostro oggetto. Questa solidificazione avviene tramite l’azione di luce UV. E, anche in questo caso, è il deposito di più strati di materiale che permette la costruzione dell’oggetto.
Abbiamo ancora da citare la stereolitografia e la sinterizzazione laser. La stereolitografia (nota con l’acronimo di SL) è stata la prima tecnologia di stampa 3D. Anche questa tecnica porta alla costruzione di prototipi 3D molto accurati, fini, con superfici levigate. La resina liquida si solidifica grazie ai fasci di luce UV emessi da un laser. Una volta terminata questa prima fase della procedura, si passa al lavaggio del prototipo e al trattamento UV, che stabilizzano definitivamente il prototipo.
La sinterizzazione laser, come lo stesso nome suggerisce, si serve di un laser (a CO2) per la costruzione del modello. L’oggetto si solidifica grazie all’azione del laser su materiale in polvere (che potrà essere plastica come negli altri casi, ma anche metallo). I materiali di stampa utilizzati con questa tecnica sono Nylon 11, Nylon 12 e poliammidi rinforzati con altri materiali (ad esempio fibra di carbonio o vetro).
Cosa significa 3D
Prima di proseguire nella nostra full immersion di stampanti 3D e gettarsi a capofitto in questa serie di nozioni e paroloni, bisognerebbe fare un passo indietro. Sarebbe utile innanzitutto avere bene in mente cosa significhi 3D, ciò implica avere un’infarinatura del concetto di tridimensionalità.
Senza entrare troppo nel dettaglio, possiamo definire lo spazio tridimensionale come un’estensione del piano bidimensionale. In quest’ultimo, un oggetto è definito in base alla sua forma e grandezza. Con la tridimensionalità, invece, si mette in gioco un’altra dimensione (una terza appunto), ossia la profondità. Dunque, da un punto di vista matematico, un punto nello spazio tridimensionale è definito da tre coordinate (quelle che noi chiamiamo coordinate cartesiane), vale a dire x, y, z. Nel piano bidimensionale appariranno così due assi: l’asse delle x, cioè l’asse orizzontale (o delle ascisse) e l’asse delle y, cioè quello verticale (o delle ordinate). Diversamente da questo, un piano tridimensionale sarà caratterizzato da un ulteriore asse (l’asse z), che rappresenta la profondità. La tridimensionalità viene generalmente indicata con l’acronimo 3D o 3-D. Per “visualizzare” meglio nella nostra mente un sistema tridimensionale, proviamo a fare quanto segue. Il sistema di coordinate 3D prevede due versioni: il sistema della mano destra e il sistema della mano sinistra. Questo curioso nome deriva dal fatto che, se si fanno ruotare le dita della mano sinistra o destra, prendendo come senso di rotazione l’asse delle x positive per arrivare a quello delle y, il pollice sarà rivolto nella direzione dei valori positivi dell’asse delle z. Per intenderci, il pollice con la sua rotazione creerà la profondità, cioè la terza dimensione.
Comunemente, quindi, il 3D viene usato in diversi campi per rendere al meglio l’idea di prospettiva, di riproduzione prospettica e profonda, reale, in immagini, suoni, o più in generale in un’esperienza sensibile. Infatti, il 3D è spesso usato come sinonimo (per rendere meglio l’idea) di realtà, di proporzione, di fedeltà della riproduzione di qualcosa.
Come usare una stampante 3D
Com’è ovvio, affinché il prototipo desiderato prenda forma “concreta”, bisognerà realizzare al computer ciò che si desidera stampare. Dunque, si utilizzerà un programma di modellazione 3D. In un file matematico CAD andremo a definire forma, dettagli e dimensioni del prodotto da stampare. Se non si vuole utilizzare un programma di modellazione tridimensionale, si potrà scansionare in 3D un oggetto fisico. Andrà benissimo anche un file scansionato da internet per partire alla futuristica avventura di “materializzazione”!
Una volta realizzato il file con l’oggetto scansionato o definito da noi, il file sarà trasferito al software di stampa. La stampante 3D riceverà l’input et voilà! Il gioco è fatto!
La realizzazione dell’oggetto prevede tempi diversi che variano a seconda delle dimensioni. Ad esempio, nella stampante 3D presente a Padova, nel laboratorio di modellistica della scuola italiana di design, i prototipi hanno dimensioni massime di 20 x 20 x 21 centimetri. Mentre le dimensioni del filo di stampa sono di 0,24 millimetri. Il filo di stampa influisce sulla definizione del prodotto finale. Un prototipo del genere ci metterà alcune ore per realizzarsi. Considerato però, il tenero orsacchiotto che ho visto realizzare in un video mentre preparavo l’articolo, varrà la pena di aspettare!
State attenti a ai software da utilizzare per il disegno tridimensionale. Accertatevi che si potrà esportare il disegno nei formati .stl e .obj, che sono i formati che il software di conversione riconosce. Per il resto, si potranno usare sia quelli a pagamento, sia quelli gratuiti, per cui sbizzarritevi!
Quanto costa una stampante 3D
Partiamo dal presupposto che è un settore abbastanza nuovo, in continua crescita e che le aziende che investono nell’acquisto di una stampante 3D sono sempre di più. Il costo dipende ovviamente da vari fattori. Ad esempio dal modello, dalla professionalità del dispositivo, dai materiali di cui è composta e da quelli che supporta, dalle funzioni. Sicuramente se si desidera acquistare una stampante 3D, c’è da mettere in conto anche l’acquisto di materiali di consumo, eventuali spese di manutenzione. Ad esempio, per le stampanti SLA, il costo delle resine varia da un paio di centinaia di euro a 1300 euro al litro, a seconda dell’utilizzo professionale o meno. Certo è che i prezzi di questi dispositivi sono diminuiti con il tempo, diventando sempre più accessibili. Cosa che ha portato alla loro presenza sul mercato sempre più massiccia. I prezzi comunque sono vari, ma difficilmente si spenderà meno di 500 euro per acquistarne una.
Molte delle stampanti 3D più famose ed efficienti le si può trovare su Amazon. Ordinandole online arriveranno direttamente a casa vostra nel più breve tempo possibile. Di seguito vi stileremo una lista delle stampanti acquistabili sul sito dalle più costose alle meno costose.
Modello superiore a 1000 euro
Tra i modelli superiori ai 1000 euro possiamo citare la Cube Pro e l’Ultimaker 2+, di cui abbiamo parlato prima. E ancora tra quelle Top Gamma più vendute troviamo la stampante
Flashforge Creator Pro 3D
Completamente in metallo, struttura stabile con copertura estraibile a doppio estrusore, supporto per pressione bicolore e materiale doppio. Questa stampante la trovate a 999 euro, e rappresenta una delle migliori e più professionali presenti sul mercato. Su amazon potrete trovare anche molte delle recensioni positive di chi l’ha già acquistata.
Modelli tra 200 e 500 euro
Sono sicuramente più difficili da trovare, ma le stampanti 3D con costi più contenuti sono presenti sul mercato. Citiamo:
Tra tutte proponiamo la stampante Jgaurora A5, ad un prezzo di 539 euro, un modello ad alta precisione per una stampa di qualità superiore.
La piattaforma in vetro diamantato nero consente di rimuovere le stampe in modo flessibile e mantenere pulito. JGAURORA A5 è in grado di soddisfare i requisiti di stampa lager, il volume massimo può raggiungere 305 * 305 * 320 mm, è possibile utilizzare qualsiasi tipo di materiale nelle scuole di settore.
Nonostante il prezzo più contenuto è quindi sicuramente un articolo interessante che non deluderà le vostre aspettative.
Modelli inferiori a 200 euro
I modelli inferiori a 200 euro sono sicuramente quelli meno professionali, magari da assemblare. Ma per un uso più casalingo e fai-da-te, rimangono ugualmente validi. Magari meglio evitarne l’utilizzo in un’azienda, però per chi vuole avvicinarsi al mondo dei makers partendo praticamente da zero vanno benissimo. Citiamo ad esempio, la Tronxy X8 o la Anet A6. Se smanettate un po’ e bypassate magari qualche piccolo difettuccio, si trova qualcosa che faccia al caso vostro e vi possa “iniziare” al futuristico mondo delle stampanti 3D.
Stampante Trony X8 3D
Questa stampante 3D economica presenta delle ottime caratteristiche ideali per piccoli lavori. La trovate ad un prezzo di 168 euro.
Anet A6
Schermo LCD12864 migliorato consente di visualizzare facilmente le informazioni operative sostenendo 10 tipi di funzionamento della lingua: inglese, polacco, francese, tedesco, spagnolo, russo, italiano, portoghese, finnico, aragonese. Questa stampante supporta i sistemi operativi: Windows XP/Win7/Win8/Mac/Linux. Su amazon potrete trovare le numerose recensioni di chi l’ha già provata e si è trovato benissimo.
