Principi e processi fondamentali
Stereolitografia (SLA):
L'SLA utilizza un laser ultravioletto (UV) per curare e solidificare in modo selettivo gli strati di resina fotopolimerica liquida contenuta in una vasca.disegna la sezione trasversale di ogni strato sulla superficie della resinaDopo aver completato uno strato, la piattaforma di costruzione scende di uno strato di spessore, una lama ricoperta assicura uno strato di resina fresco,e il processo si ripete fino a quando la parte è completamente formataIl post-elaborazione comprende la rimozione di parti, il risciacquo in un solvente (ad esempio, alcol isopropilico) per rimuovere la resina in eccesso e la cura finale sotto luce UV per ottenere proprietà meccaniche ottimali.Le strutture di supporto sono spesso necessarie per le caratteristiche sovrastanti e devono essere rimosse manualmente dopo la stampa.
a. contenenti un contenuto di carbonio inferiore o uguale a 1 kPa;
SLS utilizza un laser a infrarossi ad alta potenza per fondere piccole particelle di polvere polimerica (in genere materiali a base di nylon come PA12).alzato a una temperatura appena inferiore al punto di fusione della polvere per ridurre al minimo la distorsione termicaUn rullo o una lama distribuiscono prima un sottile strato di polvere sulla piattaforma di costruzione. Il laser scansiona quindi la sezione trasversale della parte, sinterizzando le particelle di polvere insieme in modo solido.La piattaforma si abbassa, viene applicato un nuovo strato di polvere e il processo si ripete.che consentono la creazione di geometrie complesse senza strutture di supporto dedicateDopo la stampa, le parti devono essere raffreddate nella camera di costruzione prima di essere rimosse dal letto di polvere per la pulizia (spesso utilizzando aria compressa o media blasting) e la potenziale post-elaborazione.
Principali differenze tra SLA e SLS
La tabella seguente riassume le principali differenze tra queste due tecnologie:
| Aspetto | Stereolitografia (SLA) | Sinterizzazione laser selettiva (SLS) |
| Principio tecnologico | Fotopolimerizzazione laser UV di resina liquida | Sinterizzazione laser a infrarossi di polvere termoplastica |
| Materiali primari | Resine fotopolimeriche diverse (standard, resistenti, flessibili, cassabili, ricoperte di ceramica) | Polveri termoplastiche (principalmente Nylon/PA 11 e 12 e materiali compositi come quelli riempiti di vetro o di alluminio) |
| Strutture di sostegno | Necessario per i rilievi | Non richiesto |
| Spessore tipico dello strato | 25 - 100 micron | 80 - 120 micron |
| Accuratezza dimensionale | ± 0,1% (limite inferiore ~ ± 0,05 mm) | ± 0,3% (limite inferiore ~ ± 0,1 - 0,2 mm) |
| Finitura superficiale | Molto liscia. | Superficie granulosa, porosa e leggermente ruvida |
| Volume di costruzione | Medi a grandi (sistemi comuni fino a ~ 800*800*500 mm) | Medio (sistemi comuni intorno a ~ 350*350*420 mm) |
| Post-elaborazione | Rimozione dalla piattaforma, rimozione del supporto, risciacquo (IPA), post-curing | raffreddamento, depolveraggio, (spesso con la spruzzatura o la tintura dei media) |
| Proprietà meccaniche chiave | Può essere fragile15; inferiore resistenza termica | Parti funzionali: buona resistenza meccanica, durata e resistenza al calore |
Vantaggi e svantaggi
SLA Vantaggi:
Alta risoluzione e finitura superficiale liscia: eccellente per modelli dettagliati, prototipi di aspetto e applicazioni visive.
Dettagli delle caratteristiche: in grado di produrre pareti molto sottili e caratteristiche complesse.
Ampia varietà di materiali: offre resine che simulano varie materie plastiche con proprietà quali trasparenza, flessibilità,o resistenza alle alte temperature (anche se spesso con limitazioni rispetto alle vere termoplastiche).
Velocità di costruzione relativamente rapida: per parti piccole e complesse, SLA può essere più veloce di SLS.
SLA Svantaggi:
Proprietà del materiale fragile:15 Le resine standard non sono idonee per parti funzionali sottoposte a forti sollecitazioni.
Stabilità a lungo termine limitata: le parti possono degradarsi sotto esposizione prolungata alla luce UV e non sono generalmente adatte per l'uso all'aperto.
Strutture di supporto richieste: aggiunge tempo di post-elaborazione e può lasciare imperfezioni sulla superficie.
Manipolazione del materiale: le resine liquide richiedono una manipolazione attenta e possono essere disordinate; la pulizia IPA genera rifiuti.
SLS Vantaggi:
Eccellenti proprietà meccaniche: Produce parti robuste, durevoli e funzionali adatte alle applicazioni finali, alla prototipazione sotto stress e alle cerniere.
Non sono necessarie strutture di supporto:56 Il letto di polvere stesso sostiene le parti, consentendo geometrie altamente complesse, parti interconnesse e un'annidamento ottimale di più componenti in una singola costruzione.
Alta utilizzazione dei materiali: la polvere non sinterizzata può essere in gran parte riciclata e riutilizzata per costruzioni successive (anche se i rapporti di aggiornamento devono essere gestiti).
Buona resistenza chimica e termica: i materiali in nylon offrono prestazioni migliori in ambienti difficili rispetto alle resine standard.
Svantaggi della SLS:
Finitura superficiale ruvida: le parti hanno una caratteristica superficie granulosa e porosa che spesso richiede un post-elaborazione per applicazioni estetiche.
Generalmente tempi di produzione più lenti: il processo comprende lunghe fasi di pre-riscaldamento e post-raffreddamento, prolungando il tempo di produzione complessivo.
Alti costi di attrezzature e di funzionamento: le macchine sono generalmente più costose dei sistemi SLA comparabili.
Limitazioni del materiale: limitato principalmente a varie polveri di nylon; altri materiali sono meno comuni.
Manipolazione della polvere: richiede una manipolazione attenta e uno spazio di lavoro dedicato; i rischi di inalazione richiedono una ventilazione adeguata o sistemi chiusi.
Scenari di applicazione e linee guida di selezione
La scelta tra SLA e SLS dipende in gran parte dall'applicazione prevista e dai requisiti della parte.
Scegliere SLA per:
Prototipi visivi ed estetici: modelli in cui l'aspetto, la liscezza e i dettagli finissimi sono primari (ad esempio, modelli di design di prodotti di consumo, modelli architettonici, figurine).
Modelli e stampi dettagliati: applicazioni come i modelli di fusione di investimento.
Modelli che richiedono trasparenza: le resine trasparenti sono disponibili per applicazioni come i tubi di luce o la visualizzazione del flusso di fluidi.
Applicazioni in cui una finitura molto liscia è fondamentale e è prevista una lavorazione secondaria (come la verniciatura).
Scegliere SLS per:
Prototipi e prove funzionali: parti che devono resistere a sollecitazioni meccaniche, deformazioni o simulare materiali di produzione finali (ad esempio, prototipi di alloggiamento, ingranaggi funzionali, braccia, cerniere).
Assemblaggi complessi e integrati: progettazione di parti che altrimenti richiederebbero l'assemblaggio da più componenti a causa della capacità di stampare elementi di bloccaggio e inclusioni senza supporti.
Parti di uso finale a basso volume: produzione di piccoli lotti di prodotti finali in cui gli strumenti tradizionali per lo stampaggio a iniezione non sono economici.
Parti che richiedono buone proprietà meccaniche e resistenza termica.
