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Processo di stampa FDM: produzione personalizzata per le vostre esigenze
Il processo di stampa FDM è diventato una delle tecnologie chiave nella stampa 3D, ma cosa si cela dietro a tutto ciò?
La modellazione a deposizione fusa (FDM) consente la produzione di oggetti fisici mediante la lavorazione di filamenti di plastica fusa strato dopo strato. Questo processo è anche noto come fabbricazione a filamento fuso (FFF).
La stampa FDM può essere utilizzata in molti ambiti, dai prototipi industriali alle applicazioni hobbistiche, poiché il processo combina facilità d'uso e versatilità.
igus offre agli utenti del processo di stampa FDM filamenti appositamente sviluppati, realizzati con plastiche ad alte prestazioni, per la lavorazione su stampanti 3D standard. Questi materiali sono più resistenti delle plastiche convenzionali e sono ideali per componenti soggetti ad usura in applicazioni in movimento.
Scopri di più in questa pagina:
Dove viene utilizzato il processo di stampa FDM?
La modellazione a deposizione fusa (FDM) viene utilizzata come processo di produzione di componenti in molti settori applicativi diversi, tra cui:
Macchine di riempimento e confezionamento: ad esempio, per dispositivi di rotazione individuale dei prodotti su nastri trasportatori
Prototipazione: per serie di test rapide e sviluppo del design.
Ingegneria meccanica e impiantistica: utensili, dispositivi, sostituzione di componenti in plastica fresata
Aerospaziale: geometrie leggere e complesse per simulazioni o componenti di prova
Industria automobilistica: prototipi funzionali, staffe e piccole serie
Tecnologia medica: modelli e prototipi personalizzati per la pianificazione chirurgica
Hobby e fai da te: applicazioni come la progettazione di gioielli, la realizzazione di modelli e la creazione di oggetti decorativi per la casa.
Stampa FDM in pratica
Pinze esenti da manutenzione realizzate con una stampante 3D
Carecos Kosmetik GmbH necessitava di pinze di produzione per afferrare i coperchi e avvitarli sui contenitori. In precedenza, questi componenti venivano fresati da un blocco di alluminio, con costi che potevano arrivare fino a 10.000 euro per pinza e tempi di produzione di sei settimane. Grazie al filamento iglidur i150 ottimizzato dal punto di vista tribologico, igus ha potuto offrire una soluzione rapida e conveniente. Le pinze in plastica sono più leggere, fino a 50 volte più resistenti all'usura e possono essere stampate in 10-12 ore. Il risultato: un risparmio sui costi dell'85% e una produzione più rapida del 70%. Ideale per la produzione automatizzata in una vasta gamma di settori.
Girapiatti in acciaio inossidabile i150 per il riempimento di bevande
Nell'industria delle bevande, i dispositivi per la rotazione dei prodotti venivano in precedenza realizzati con fili d'acciaio o blocchi di materiale fresati, il che comportava costi elevati, un notevole spreco di materiale e lunghi tempi di consegna. igus ha sviluppato un'alternativa stampata in 3D realizzata con filamento iglidur i150. Il dispositivo di rotazione delle lattine stampato presenta una speciale struttura a spirale che le ruota con precisione e le prepara per un riempimento senza errori. Il componente offre le stesse funzionalità della soluzione precedente, ma riduce i costi di produzione fino al 70%. Consente di lavorare fino a 60.000 lattine al minuto, è esente da manutenzione e il suo design può essere adattato in modo flessibile a qualsiasi formato di lattina.
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Pattini per tosaerba galleggianti
Le falciatrici galleggianti rimuovono l'erba dalle rive del lago. Le loro lame da taglio erano tensionate tramite pattini metallici, che si usuravano rapidamente a causa dello sporco e dell'umidità e venivano sostituiti tre volte a stagione. Gli articoli di ricambio causavano costi elevati. Un'alternativa robusta e conveniente è stata realizzata con slitte stampate in 3D in iglidur i180. I componenti sono fino a 15 volte più convenienti, 50 volte più resistenti all'usura e funzionano esente da lubrificazione grazie ai lubrificanti solidi che contengono. La stampa 3D FDM consente inoltre una consegna rapida e flessibile, riducendo significativamente le esigenze di manutenzione e i costi complessivi.
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Vantaggi del processo di stampa FDM
Quando si tratta di ottenere risultati rapidi e facili da usare, il processo FDM è una scelta collaudata:
- Ampia scelta di materiali: oltre alle plastiche standard come PLA e ABS, utilizzate anche nello stampaggio a iniezione, è possibile impiegare anche polimeri ad alte prestazioni. igus offre una vasta gamma di plastiche resistenti all'usura, tra cui materiali idonei al contatto con gli alimenti, resistenti agli agenti chimici e al calore.
- Stampa multicolore e compatibilità con materiali diversi: con la tecnologia FDM, è possibile combinare filamenti diversi in un unico processo di stampa per realizzare componenti con specifiche differenti.
- Facilità d'uso: la semplicità di funzionamento della maggior parte delle stampanti 3D rende il processo particolarmente attraente per i principianti.
- Produzione rapida: i piccoli componenti vengono stampati velocemente, ideale per prototipi e piccole serie.
- Efficienza dei costi: le stampanti FDM sono spesso più convenienti da acquistare e gestire rispetto ad altri sistemi. I materiali sono economici e facilmente reperibili, il che mantiene bassi i costi operativi. Il metodo si distingue anche per la sua pulizia, in quanto non richiede dispositivi di protezione o apparecchiature aggiuntive come i pulitori a ultrasuoni.
Limiti della stampa FDM
Sebbene il processo di stampa FDM sia molto versatile, presenta dei limiti in determinate aree:
- Minore livello di dettaglio: linee di stratificazione visibili e precisione ridotta rispetto a processi come SLA o SLS.
- Post-elaborazione: a seconda dei requisiti di qualità superficiale, le strutture di supporto e le linee di strato possono richiedere un'elaborazione aggiuntiva, ad es. levigatura o verniciatura.
- Volume di produzione limitato: FDM è meno economica per la produzione in serie. Per grandi quantitativi, il processo di stampaggio a iniezione offre chiari vantaggi in termini di velocità e costi per componente.
Quando ha senso ogni procedura?
Talvolta, geometrie complesse, una maggiore precisione dei dettagli o componenti particolarmente resilienti richiedono una tecnologia di stampa 3D diversa. igus offre un servizio di stampa 3D per componenti personalizzati utilizzando i processi FDM, SLS e DLP. ⯈ Scopri di più sul servizio di stampa 3D
La tabella seguente confronta la stampa FDM con queste altre tecnologie:
| Criterio | FDM | SLS | DLP |
|---|---|---|---|
| Stabilità dimensionale | Meno accurato | Esattamente | Molto preciso |
| Qualità della superficie | Livelli visibili | Liscio, quasi nessuna linea di livello | Molto liscio |
| Caratteristiche meccaniche | Maggiore anisotropia nella resistenza, materiale rinforzato con fibre disponibile | Solo leggera anisotropia | Struttura molto omogenea, resistenza isotropa |
| Sono possibili forme complesse? | Strutture di supporto limitate e necessarie | Molto buono, non sono necessarie strutture di supporto | Molto buono, possibili dettagli fini |
| Durata di stampa | Veloce per singoli articoli | Veloce con quantità maggiori | Veloce con quantità maggiori |
| Costo | Soluzione economica | Prezzo medio | Costi piuttosto elevati |
| Caratteristiche speciali di igus | Componenti di grandi dimensioni, possibilità di stampa multimateriale | Produzione ad alto volume, elevata precisione dimensionale | Sono possibili dettagli estremamente fini |
Ulteriori chiarimenti
L'anisotropia descrive le caratteristiche di un materiale dipendenti dalla direzione.
Nella stampa FDM, la struttura a strati determina differenze di stabilità, in particolare tra il piano di stampa (X/Y) e la direzione verticale (Z).
Nella direzione Z, il componente presenta spesso una resistenza inferiore a causa della minore adesione tra gli strati.
Di conseguenza, l'orientamento del componente deve essere scelto in modo che il carico sia, per quanto possibile, nella direzione più stabile.
Isotropia significa che un materiale reagisce allo stesso modo in tutte le direzioni, indipendentemente dalla direzione di carico.
Nella stampa FDM, questo non è scontato, poiché gli strati sono uniti tra loro in modo diverso. Parametri di stampa ottimizzati e un allineamento mirato contribuiscono a promuovere un comportamento isotropico.
Materiali per la stampa FDM
La scelta del materiale giusto determina le prestazioni di un componente stampato in 3D. Nella stampa FDM, la gamma spazia dai filamenti standard facili da lavorare alle plastiche ad alte prestazioni che soddisfano anche i requisiti più esigenti.
Tribofilamento igus resistente all'usura
POM, PE e PA si distinguono per le buone proprietà di scorrimento e la stabilità dimensionale, ma sono difficili o impossibili da lavorare con la stampa 3D. Con i suoi filamenti iglidur, igus offre un'alternativa a questi materiali facile da lavorare. Per le applicazioni in cui le plastiche tecniche convenzionali raggiungono i loro limiti, ad esempio con parti in movimento permanente o in presenza di elevato attrito, igus offre diversi filamenti con una resistenza all'usura eccezionalmente elevata. Scoprite la vasta gamma, dalle soluzioni versatili e facili da utilizzare a quelle per le condizioni applicative più impegnative.
Come funziona il processo di stampa FDM? Uno sguardo alla tecnologia
Il processo di stampa FDM funziona secondo un principio semplice: un filamento di plastica riscaldato viene fuso ed estruso strato dopo strato fino al completamento dell'oggetto.
- Alimentazione del materiale: il filamento di plastica viene srotolato da una bobina e alimentato uniformemente nella testina di stampa della stampante 3D.
- Processo di lavorazione del materiale: il filamento viene riscaldato nella testina di stampa a temperature comprese tra 190 °C e 450 °C, a seconda del materiale, e rilasciato allo stato fuso sotto forma di un filo sottile (estruso).
- Struttura a strati: la testina di stampa si muove con precisione lungo i percorsi specificati dal modello 3D e applica il materiale fuso strato dopo strato. Il raffreddamento rapido fa sì che la plastica si solidifichi immediatamente e che i singoli strati si uniscano tra loro. Ecco come viene creato il componente, passo dopo passo.
Fattori da considerare nella pianificazione della stampa FDM
Una buona pianificazione è la chiave per la realizzazione di pezzi stampati con tecnologia FDM di successo. Di seguito troverai i punti più importanti per una preparazione ottimale.
Sfide tipiche nella stampa FDM
Cosa puoi fare come utente se la lavorazione del filamento non procede senza intoppi e non si ottiene il risultato desiderato? Per affrontare le due sfide seguenti e molti altri problemi relativi alla stampa 3D con filamento, nella nostra guida offriamo suggerimenti e assistenza per la risoluzione dei problemi. ⯈ Scarica qui
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