Panoramica non esaustiva dei produttori di apparecchiature per la produzione additiva in base alle tecnologie proposte

La produzione additiva o stampa 3D industriale consiste nella produzione, tramite l'aggiunta di materiale, di un oggetto reale da un oggetto digitale virtuale risultante da una progettazione fatta grazie ad un software CAD.

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È sempre più utilizzata dalle industrie internazionali e italiane, sia per la prototipazione rapida che per la produzione e lo sviluppo di piccole serie di componenti utilizzati in vari settori professionali, ad esempio nel settore sanitario (protesi, impianti dentali, ecc.), in quello aerospaziale e automobilistico, nell'aeronautica o in tutte le industrie di precisione.

Un'ampia varietà di materiali (metalli, polimeri, ceramiche, ecc.) può essere depositata strato per strato grazie a specifiche macchine, utilizzando diversi processi di modellatura del materiale: mediante fusione, sinterizzazione, polimerizzazione, ecc. La norma ISO 17296-2:2015 ha elencato sette diverse classi di processo per la produzione additiva.

Alcuni di questi processi richiedono l'uso di un gas industriale, o una miscela di gas da Argon, Azoto, Elio, o anche l'intera gamma standard dei gas di saldatura. Questi gas sono scelti per svolgere una o più funzioni tra le quali:

La sicurezza (per evitare il rischio di infiammabilità ed esplosività delle polveri),
La protezione a temperature elevate per ridurre al minimo gli effetti ossidanti dell'umidità e dell'ossigeno dell'aria, sia per tutti i processi laser e arco plasma, sia per l'operazione di sinterizzazione di polveri metalliche
L’ottenimento del risultato e della qualità, o della riproducibilità
Il raffreddamento, correlato all'accumulo di calore di certi processi.

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Stampanti per processi di stampa 3D

Quattro stampanti appartengono alla categoria dei processi di stampa 3D che utilizzano potenzialmente gas industriali:

Fusione su letto di polvere - Powder bed fusion - (DMLS, SLS, SLM, MJF, DMP) include stampanti che utilizzano un laser (polimeri e metalli) o un fascio di elettroni EBM (metalli).
Estrusione materiale (FDM)
Il più noto dei processi di produzione additiva, permette di produrre parti da materiali termoplastici, o compositi, PEEK o PEI, e ora anche da una miscela di polveri associata a un legante (processo derivato dallo stampaggio ad iniezione MIM).
Getto di legante
Queste stampanti si basano sul getto di un legante sopra uno strato di polvere (polimero - MJP, o metallo - Binder Metal jetting). Il legante è polimerizzato strato dopo strato. Nel caso di polveri metalliche, al termine della fase di stampa, i pezzi chiamati “Crudi” o “Verdi” sono ancora molto fragili. Hanno la consistenza del cioccolato, e per ottenere il loro completo indurimento devono subire una fase di deceraggio e sinterizzazione effettuata in apposito forno.
Deposizione di materiale a energia diretta
Diverse tecnologie basate su una sorgente laser, plasma, arco, ecc.

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Tra gli altri processi di stampa 3D per i quali non è richiesto gas, troviamo i seguenti 3 processi:

Fotopolimerizzazione - o stereolitografia SLA - Inventata da Chuck Hull. Si tratta di stampanti che polimerizzano un materiale polimerico liquido fotosensibile in una vasca. L'operazione eseguita successivamente strato per strato permette di ottenere il pezzo finale.
Tra i principali produttori di apparecchiature si possono citare: STRATASYS, SISTEMI 3D, ecc.
Proiezione di materiale polimerico
Strato Conception che consiste nel realizzare impilaggi incollati completi di strati di materiali (applicazioni: legno, polimeri, ecc.).

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