AutoCAD: disegno, modellazione e stampa 3D

Disegnare con AutoCAD - 27 capitoli interattivi di Claudio Gasparini
Versione Demo ridotta

Dal modello alla stampa 3D

La stampa 3D è il completamento di tutto il processo di progettazione perché produce fisicamente il modello nei formati e con le tecnologie più adeguate.

Comandi trattati

STLOUT, STAMPA3D

Storia in breve delle tecnologie di stampa 

Nel 1983 Chuck Hull, sperimentando dei rivestimenti per superfici a contatto con raggi ultravioletti e usando una classe di materiali definiti fotopolimeri, riuscì a solidificare degli strati attraverso il processo di stereolitografia.    Nel marzo 1986 (in questo caso il mese è importante) brevettò il processo con il titolo: “Apparatus for Production of Three-Dimensional Objects by Stereolithography” e fondò la 3D Sytems che iniziò la commercializzazione di stampanti SLS (Selective Laser Sintering - Sinterizzazione Laser Selettiva) .

Nel marzo 2006 (esattamente 20 anni dopo) è scaduto il brevetto di FDM ( Fused Deposition Modeling   - Modellazione a deposizione fusa )  e nel febbraio 2014 è scaduto il brevetto della tecnica della sinterizzazione (Selective Laser Sintering o SLS).  Questo spiega perché negli ultimi anni la produzione delle stampanti FDM è aumentata in modo esponenziale rispetto agli anni precedenti quando la produzione era riservata ai detentori di brevetto.

Considerato che la tecnica SLS è più veloce e più precisa della FDM, dobbiamo aspettarsi un grande impulso nella produzione di stampanti SLS di cui è scaduto il brevetto di recente.  Fra l'altro anche l'acronimo FDM è copyright Stratasys e quindi utilizzeremo la sigla FFF (Fused Filament Fabrication).


Nota: L'inventore della stampa 3D FDM Chuck Hull nel 2014 ha rilasciato questa intervista alla CNN:  “La grande sfida di questa tecnologia è quello di stimolare la creatività e trasformarla in progettazione e produzione. A livello individuale penso ci sia una sorta di grande necessità repressa: nell'era del computer tutto è visibile solo su uno schermo o in rete e col tempo abbiamo perso il senso del risultato tangibile. La stampa 3D permette di convertire i modelli virtuali in oggetti fisici in maniera molto semplice".

La Stampa 3D è una tecnologia additiva cioè aggiunge il materiale con vari procedimenti, mentre la tecnologia sottrattiva è tipica delle macchine utensili. Storicamente definita anche prototipazione rapida è indirizzata alla creazione di prototipi cioè “primo elemento di una serie”. Ultimamente con la diffusione delle stampanti a filo il suo utilizzo si è esteso anche in settori che prima non erano coinvolti.

Le tecnologie disponibili sono diverse e alcune di queste si sono sviluppate in settori specialistici come :

  • Stereolithography (SLA)
  • PolyJet & MultiJet
  • Digital Light Processing (DLP)
  • Selective Laser Sintering (SLS)
  • Metal 3D Printing (DMLS & EBM)
  • Full Color 3D Printing (Binder Jetting, SDL & Triple jetting)
  • Fused Deposition Modeling  o Fused Filament Fabrication (FDM/FFF)

 In questo capitolo facciamo riferimento soprattutto alla FFF, modellazione a deposizione fusa  sviluppata da Scott Crump alla fine anni ‘80 e commercializzata da Stratasys, fondata dallo stesso Crump. Le stampanti economiche che si sono diffuse negli ultimi anni utilizzano questa tecnologia.

 Il modello viene creato da un sistema CAD ed esportato nel formato STL (Standard Triangulation Language) che converte il modello in mesh triangolare di intensità variabile che può essere ottimizzato o corretto per la stampa 3D.

Il modello STL deve essere processato ed ottimizzato in funzione della tipologia della  stampante con un processo che viene definito Slicing.  Con lo slicing  il modello viene scomposto layer-by-layer  con una procedura che seziona la geometria in vari strati applicando dei parametri che sono specifici  della stampante utilizzata.  Slicing infatti significa tagliare, dividere, fare a fette ed è un termine entrato a fare parte del mondo delle stampanti 3D.

Prima dello slicing, il file STL generato da sistemi CAD deve essere verificato per evitare che contenga errori di facce mancanti o facce sovrapposte.