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Stampa 3D industriale vs stampa 3d desktop

Questo articolo ha lo scopo di confrontare i principali segmenti della manifattura additiva FDM: la stampa 3D industriale e la stampa 3D privata.

La modellazione a deposizione fusa (FDM) è spesso associata all’idea di una stampa 3D economica. Infatti il basso costo e la relativa semplicità del processo FDM lo rendono ideale per l’utilizzo in svariate applicazioni. Un altro vantaggio è la possibilità di stampa a colori, riducendo i costi di post-elaborazione. Nelle stampanti FDM, un sottile filamento di materiale termoplastico (cioè plastica che si scioglie quando viene riscaldata e si solidifica a temperatura ambiente) viene alimentato in un ugello. L’ugello si riscalda e fonde la plastica, che viene quindi depositata in modo additivo in strati sottili successivi per costruire modelli 3D.

Al giorno d’oggi, il processo FDM può essere utilizzato in vari campi e applicazioni, sia per la stampa 3D industriale che per la stampa 3D per privati.

Stampa 3D Desktop

La stampa 3D desktop o FDM cliente si rivolge a utenti privati hobbisti e amatori con stampanti 3D piccole, convenienti e facili da usare. Consente ai consumatori o agli hobbisti di sperimentare i loro progetti CAD e farsi un’idea della loro fattibilità. Poiché i filamenti FDM sono anche più economici nel prezzo, offrono un ampio range di correzione del progetto iniziale ed eventuali modifiche.

Strateo 3D IDEX420 3D printer finishing a dual print
Stampante 3D Strateo 3D IDEX420 che completa una doppia stampa

Caratteristiche

  • Prezzo: l’FDM è una delle opzioni di stampa più economiche disponibili sul mercato. Il suo prezzo può partire da 200 €. È economico in termini di stampa e materiale d’uso. Rispetto alle sue controparti come SLA e MJF, anch’esse utilizzate principalmente per la prototipazione, la stampa FDM è più economica e offre una produzione senza problemi.
  • Volume di stampa: le stampanti 3D consumer sono progettate per l’uso privato. Quindi, possono essere definite una versione in miniatura delle loro controparti professionali. La dimensione della stampa varia da 10 x 10 x 10 mm a 200 x 200 x 200 mm.
  • Materiali: i materiali più comuni per la stampa 3D in ambito hobbistico sono PLA, ABS, PETG, ASA. Sono economici nel prezzo e facilmente disponibili.
  • Risoluzione: la risoluzione standard di una stampante 3D desktop è di 100-1000 micron sugli assi X-Y ed è di circa 500 micron (0,5 mm) sull’asse Z.

Applicazioni

La maggior parte delle stampanti 3D desktop non è né potente né abbastanza efficiente da essere utilizzata per la prototipazione rapida in applicazioni industriali. Sono rivolte agli hobbisti e agli utenti privati che desiderano creare pezzi di ricambio, articoli personalizzati, giocattoli e oggetti decorativi, ecc. Il processo di stampa è solitamente lento; un disegno complesso può richiedere diverse ore per la stampa e spesso richiede la supervisione dell’utente. Le limitazioni in termini di materiali di stampa e velocità significano che le stampanti 3D private vengano utilizzate al meglio in ambito domestico.

3D printed object for decoration
Oggetto stampato in 3D a fini decorativi

Limiti

  • Volume di stampa limitato: il volume di stampa delle stampanti 3D desktop raramente supera i 200 x 200 x 200 mm. Ciò limita le applicazioni della stampante a oggetti di piccole dimensioni.
  • Bassa risoluzione: le stampanti 3D desktop di solito stampano a 100 micron. Questa risoluzione è significativamente inferiore alla più bassa disponibile sulle stampanti professionali.
  • Minor scelta di materiali: le stampanti 3D consumer possono utilizzare solo un range di materiali plastici per la stampa.
  • Velocità di stampa lenta: la velocità di stampa lenta e gli errori di stampa frequenti sono i principali ostacoli per l’adozione diffusa della stampa 3D.
  • Bassa precisione: sebbene la precisione stia gradualmente migliorando con ogni generazione di stampanti 3D desktop, rimane al di sotto della media rispetto alle stampanti 3D professionali. Ciò limita la complessità degli oggetti che possono essere realizzati.

Stampa 3D industriale 

La stampa 3D industriale (chiamata anche “stampa 3D professionale”) è la controparte di livello industriale della stampa 3D consumer. Viene utilizzata principalmente per la modellazione concettuale, gli utensili, la produzione, i prototipi funzionali e le parti per uso finale. Le stampanti professionali, come le stampanti 3D Stratasys, sono significativamente più costose, potenti ed efficienti delle stampanti desktop.

Professional production of parts on Strateo 3D 3D printer
Produzione professionale di parti su stampante Strateo 3D

Caratteristiche

  • Prezzo: le stampanti 3D professionali sono utilizzate da designer e produttori di prodotti per realizzare stampi e prototipi. Devono anche essere in grado di stampare oggetti di grandi dimensioni in modo efficiente e per questo motivo sono costose. Anche il materiale di stampa è costoso. Normalmente finisce per essere 5-6 volte più cara rispetto alla stampa consumer.
  • Volume di stampa: il volume di stampa è una considerazione significativa nelle stampanti 3D professionali in quanto determina la parte più grande che può essere stampata singolarmente. La dimensione stampabile varia da 200 x 200 x 300 mm a 914 x 610 x 914 mm a seconda della stampante.
  • Materiali: I materiali più comuni sono PC, ABS M30, ULTEM.
  • Risoluzione: la risoluzione si riferisce allo spessore minimo del singolo strato di stampa. È un requisito fondamentale per le applicazioni professionali. Le stampanti professionali possono stampare con risoluzioni fino a 16 micron (Stratasys Objet1000). Le stampanti di fascia alta di produzione possono persino stampare strati di soli tre micron di spessore (3D Systems Pro 60 HD).
FDM ABS part
Parte stampata in FDM con l’ABS

Materiali

Uno dei principali vantaggi delle stampanti industriali rispetto alle loro controparti desktop è la gamma di materiali con cui possono lavorare. La maggior parte dei produttori dispone di un proprio portafoglio di materiali proprietari appositamente progettati. L’ampia gamma di materiali disponibili consente agli utenti finali di selezionare il materiale che si adatta alle proprie esigenze di stampa.

Le stampanti industriali consentono anche l’utilizzo di materiali molto più avanzati. Ad esempio, Xometry offre un’opzione speciale di stampa 3D FDM per parti in ABS con materiale M30 Stratasys, che presenta una maggiore resistenza e proprietà migliori, rispetto a un’opzione standard.

Applicazioni

Modellazione concettuale

La modellazione concettuale implica la realizzazione di idee e concetti in fase iniziale. La modellazione concettuale è comune negli studi di progettazione, ingegneria e architettura per testare, verificare e migliorare i progetti grezzi iniziali.

Stampi di fabbricazione 

Le stampanti 3D professionali consentono ai produttori di realizzare internamente stampi e calchi per utensili, dispositivi e maschere, riducendo drasticamente i tempi di produzione.

Produzione rapida

Costi ridotti e velocità di produzione più elevate significano che i produttori possono utilizzare le stampanti 3D per creare parti finali direttamente senza utensili. La produzione rapida può essere una valida alternativa alla produzione in catena di montaggio nei prossimi anni se le tecnologie di stampa 3D continueranno a progredire al ritmo attuale.

Prototipazione rapida

Uno dei principali vantaggi delle stampanti professionali è la loro capacità di realizzare parti mobili in materiali diversi. Ciò consente ai produttori di produrre prototipi completamente funzionali a scopo di test. La prototipazione rapida può aumentare la produttività e aiutare a identificare gli errori nelle prime fasi del processo di progettazione.

Limiti

Stampa costosa

Il costo della stampa è dovuto al materiale piuttosto caro. Esistono altri processi come SLA e SLS che hanno quasi lo stesso livello di prezzo e offrono anche materiali diversi.

Conclusione

La tabella seguente fornisce un breve riepilogo di entrambi i tipi di stampante.

Stampa 3D FDM: desktop vs. industriale

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