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Il funzionamento di Hp Metal Jet è simile a quello adottato per la stampa 3D dei materiali plastici,(vedi video sotto).

Una polvere di metallo viene sparsa uniformemente, strato dopo strato, dal basso verso l’alto, mentre un collante, diffuso in punti precisi tra un foglio di polvere metallica e l’altro, è incaricato di tenere insieme il materiale nei punti in cui deve svilupparsi in altezza.

Un ciclo di funzionamento può produrre in massimo cinque ore componenti od oggetti del volume massimo di 430 x 320 x 200 millimetri, con una risoluzione di 20 x 20 x 50 micron; al termine del ciclo gli oggetti vengono sottoposti a un processo di sinterizzazione che trasforma la polvere in metallo solido, mentre i materiali depositati in fase di stampa ma rimasti inutilizzati possono tornare nel circuito per un nuovo ciclo.

Il processo non è inedito, ma la macchina messa a punto da Hp punta su un costo relativamente economico, reso possibile dal fatto che il gruppo sviluppa e produce in parte da sé le componenti necessarie al funzionamento.
Ovviamente non si tratta di stampanti destinate al pubblico di massa, ma ad aziende desiderose di risparmiare su tempi e costi di progettazione e produzione, pur senza rinunciare alla qualità dei prodotti finali.

La disponibilità non è prevista prima del 2020, mentre tra i primi partner che metteranno le mani sulle stampanti del gruppo in effetti c’è anche Volkswagen, che punta di sfruttarla per produrre oggetti ornamentali come portachiavi personalizzati e targhe, ma anche componenti più significative come sostegni per gli specchietti, pomelli di cambio e molto altro.

Il processo è simile a quello adottato per la stampa dei materiali plastici, ma non è destinata al grande pubblico.

Il video mostra il funzionamento della stampa di materie plastiche, perchè la stampante per metalli non è ancora disponibile, ma il funzionamento è simile.

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Ecco come funziona la Stampante 3D HP Multi Jet Fusion 4200

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Stampante hp jet fusion materiale plastico.

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Il processo produttivo con HP Jet Fusion 4200 | D. Vescovo, Business Developer Selltek & Dedem Spa

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Laser Sintering | 3D Printing Technologies

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Stampanti 3D Stratasys con tecnologia PolyJet

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Stampanti 3D Stratasys con tecnologia PolyJet

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Le stampanti 3D PolyJet producono modelli precisi in una vasta gamma di materiali

La tecnologia PolyJet è un metodo di

fabbricazione additiva che permette di realizzare prototipi e parti con superfici lisce e dettagli accurati, in una vasta gamma di colori e materiali.
La stampa in 3D PolyJet è simile alla stampa a getto d’inchiostro, ma invece che gettare gocce d’inchiostro su carta vengono depositati su un vassoio strati di fotopolimeri liquidi che successivamente si solidificano dando origine all'oggetto.
Le stampanti 3D basate su tecnologia PolyJet permettono di realizzare oggetti utilizzando una vasta gamma di materiali che possono anche essere mixati tra loro in un'unica stampa 3D.

Tecnologia Polyjet: una vasta gamma di materiali disponibili

Le stampanti 3D con tecnologia PolyJet utilizzano resine liquide.
La gamma di materiali fotopolimeri disponibili per la stampa 3D PolyJet di Stratasys varia dai materiali rigidi alla gomma e da quelli trasparenti a quelli opachi. I fotopolimeri PolyJet simulano plastiche standard e tecniche.

Funzionamento della stampa 3D PolyJet

Il processo adottato da una stampante 3D PolyJet è semplice:

Processo preliminare: Il software di preparazione alla creazione calcola automaticamente il posizionamento dei fotopolimeri e del materiale di supporto tramite un file CAD 3D.

Produzione: La stampante 3D deposita e immediatamente polimerizza a raggi UV minuscole gocce di fotopolimeri liquidi. Strati sottili vengono accumulati uno sopra l’altro sul vassoio creando un modello o un pezzo tridimensionale preciso. Quando vi siano sporgenze o forme complesse che richiedono un sostegno, la stampante 3D deposita un materiale di supporto rimovibile simile a un gel.

Rimozione del supporto: L'utente rimuove facilmente i materiali di supporto con le mani o con dell'acqua. I modelli e gli oggetti sono pronti alla manipolazione o all’uso appena usciti dalla stampante 3D, senza bisogno di altri trattamenti

Materiali e stampanti 3D PolyJet

Le stampanti 3D che utilizzano la tecnologia PolyJet funzionano con una vasta gamma di materiali, inclusi materiali rigidi opachi e simil-gomma in centinaia di colori vivaci, sfumature traslucide colorate e trasparenti, simil-polipropilene e fotopolimeri specializzati per la stampa 3D nei settori odontoiatrico e medicale.

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Energy Group 3D Printing and Digital Manufacturing

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Stampa 3D multimateriale | Stratasys PolyJet | Applicazioni

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2  STAMPANTE A FILAMENTO  IN METALLO       

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2  STAMPANTE A FILAMENTO  IN METALLO       

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Sempre stessa tecnologia FDM metallo, ma di altra marca.
La stampante 3D a metallo realizza parti, prototipi funzionali e attrezzature in metallo: acciaio inox, alluminio e titanio.

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Markforged Metal X: The Complete 3D Printing Process

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STAMPANTI A FILAMENTO  IN METALLO                                   Tecnologia di stampa: Bound Metal Deposition (BMD)=  deposizione metallo agglomerato.

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STAMPANTI A FILAMENTO  IN METALLO                                   Tecnologia di stampa: Bound Metal Deposition (BMD)=  deposizione metallo agglomerato.

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Il processo di costruzione degli oggetti utilizzato dalla stampante Studio System+ è simile a quello FDM, la tecnologia di stampa 3D più sicura e più utilizzata. Infatti, questa stampante 3D per metallo estrude barre di materiale metallico in maniera simile a quanto avviene nelle stampanti FDM con le termoplastiche, a differenza di altre stampanti laser 3D metallo che miscelano polveri.
LA TECNOLOGIA  F.D.M VIENE NORMALMENTE IMPIEGATA NELLA STAMPA DI MATERIALI PLASTICI MA ADESSO VENGONO PRODOTTE STAMPANTI CHE PRODUCONO PROTOTIPI IN METALLO.

La manifattura additiva sta concentrando l’attenzione delle aziende verso la stampa 3D metallo, complice anche la disponibilità di stampanti 3D per metallo con tecnologie innovative nuovi materiali e prezzi più abbordabili rispetto al passato.  le stampanti 3D Desktop per Metallo rendono accessibile la manifattura additiva in metallo anche alle piccole aziende grazie ad un costo stampante 3D conveniente e una tecnologia di stampa pulita, a misura di ufficio.

La stampa 3D esiste da decenni e l’attenzione dell’industria che fino a oggi è stata rivolta principalmente alla produzione a basso volume di parti in plastica, si sta spostando verso la stampa 3D metallo.
Le parti in plastica stampate in 3D hanno molteplici applicazioni, tuttavia ci sono casi in cui le proprietà dei componenti da realizzare richiedono l’uso di metallo. Ora, con la crescente accessibilità dei sistemi di stampa 3D in metallo, i progettisti e i produttori sono in grado di produrre rapidamente parti complesse utilizzando un’ampia gamma di materiali.

La stampante 3D Metal produce parti metalliche sfruttando il processo di stampa 3D in plastica più utilizzato, la modellazione a deposizione fusa (FDM).
La produzione delle parti in metallo avviene in tre fasi

Il processo di fabbricazione additiva utilizzato dalla stampante 3D metallo Metal si articola tre fasi:

• La stampa 3D metallo della parte grezza (green part): la stampante 3D Studio System lavora con una velocità di 16 cm3/h a una risoluzione di 50 micrometri ed ha un volume di stampa massimo di 30 x 20 x 20 centimetri.

• Il debinding, ossia il bagno di lavaggio dove il pezzo di metallo stampato in 3D viene immerso per eliminare il polimero legante dal materiale metallico e rendere il metallo molto poroso e pronto per la sinterizzazione.
Il debinder fornito con questa stampante 3D metallo, prodotto da Desktop Metal, è dotato di un distillatore interno; provvede all’asciugatura automatica delle parti e al riciclaggio del solvente in una camera chiusa pertanto l’operatore non è mai esposto al contatto con il liquido di debind che, inoltre, non deve essere smaltito; i vapori dei solventi vengono completamente eliminati da una trappola ad anello.

• La sinterizzazione metallo, che avviene sottovuoto nella fornace con temperature che raggiungono i 1400° C, permettendo di ottenere isotropia e strutture controllate al 99% di densità.
La fornace, viene fornita assieme alla stampante 3D metallo e al debinder, per offrire una soluzione completa. E’ precisa e semplice da usare: si apre e si chiude con la semplice pressione di un pulsante e non richiede ventilazione esterna.
Il volume di sinterizzazione è di 12585 cm3. Infine, ha un bassissimo consumo di gas: consuma 900 litri per ciclo contro i 20000 litri per ciclo di altri sistemi.

Materiali di stampa

La stampante 3D Metal offre una vasta gamma di leghe metalliche per stampa 3D, tra cui acciai inossidabili, rame e acciai per utensili. Ogni lega subisce una qualificazione rigorosa da parte di esperti di materiali leader nel mondo e i principali materiali soddisfano o superano costantemente gli standard del settore. Sono 7 i metalli stampabili in 3D con il sistema già previsti, e oltre 31 sono in via di sviluppo.

17-4PH acciaio inossidabile per la resistenza meccanica e alla corrosione

AISI 4140 acciaio medio a basso tenore di carbonio per elevata resistenza e tenacità (disponibile a breve)

H13 acciaio per utensili per durezza e resistenza all'abrasione alle alte temperature (disponibile a breve)

316 L acciaio inossidabile per la resistenza alla corrosione e all'alta temperatura

RAME per la conducibilità elettrica e termica (disponibile a breve)

ALLOY 625 (Inconel)  superlega per la resistenza meccanica e alla corrosione alle alte temperature (disponibile a breve)

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Energy Group 3D Printing and Digital Manufacturing

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Come funziona la stampante 3D Desktop Metal Studio System

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La manifattura additiva è una tecnologia di processo dove le parti sono create per strati depositati in successione. La ‘Fused Deposition Modeling’ (letteralmente: modellazione a deposizione fusa), a cui spesso si fa riferimento con l’acronimo FDM, è una tecnica additiva in cui ogni strato è formato da un “percorso” di materiale polimerico fuso, depositato da un ugello riscaldato.
Il filamento di materiale termoplastico ha un diametro standard e viene fornito in bobine di varie dimensioni.
Il principale vantaggio dell’FDM è la facilità di realizzare un prodotto partendo dal suo disegno virtuale, che può essere facilmente modificato direttamente sullo schermo.
La validazione del prodotto può essere quindi realizzata in modo economico prima della produzione su grande scala.

Le stampanti che utilizzano la tecnologia FDM sono le più diffuse e a basso costo; ciò ha portato nel corso degli anni a un enorme sviluppo dei materiali impiegabili con differenti proprietà.
Grazie a questa tecnologia è anche possibile stampare oggetti utilizzando materiali con differenti caratteristiche fisiche e funzionali, in modo da ottenere proprietà differenti nelle sue diverse parti.
Fino a oggi, diversi tipi di materiali sono stati utilizzati solo per ottenere supporti ‘a perdere’ o, al più, la stampa di parti con diversi colori.
La recente commercializzazione di filamenti di materiale termoplastico elastomerico (TPE) per stampanti FDM, rende possibile ottenere un oggetto ‘combinando’ due materiali con differente rigidità.
I materiali termoplastici, quali ABS, PLA, PS, PET, Nylon, che hanno caratteristiche meccaniche (rigidezza, resistenza a trazione, resistenza a impatto) poco differenti, oggi possono essere combinati con elastomeri termoplastici con rigidezze anche di due ordini di grandezza inferiori, permettendo di ottenere pezzi stampati con proprietà meccaniche molto differenti.

Oltre alle applicazioni estetiche ed ergonomiche, la combinazione di un materiale termoplastico rigido e uno elastomerico, può avere numerose applicazioni funzionali.

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Molti designer e grandi firme della gioielleria già utilizzano la tecnologia di stampa 3D per creare oggetti con geometrie uniche e innovative.
Le stampanti 3D aiutano a realizzare oggetti dalle forme sinuose o futuristiche, caratterizzati da elementi leggeri e raffinati che si sposano con aggiunta di altri materiali oppure affidano la loro unicità ad un design molto particolare.

L’utilizzo di una stampante 3D non è un fatto di tendenza ma permette di conseguire enormi vantaggi in termini di riduzione dei tempi di consegna e dei costi di realizzazione.
Sappiamo bene quanto sia necessario essere competitivi nei confronti dei concorrenti, in particolar modo quelli oltre confine, per mantenere quote di mercato o ampliarle.
Le stampanti 3D sono lo strumento per creare modelli personalizzati o in serie in modo competitivo mantenendo elevata la qualità e il design unico.

Il mercato delle stampanti 3D  offre modelli professionali con costi decisamente contenuti che si adattano benissimo anche ai budget limitati di un piccolo laboratorio, e lo stesso vale per i materiali impiegati.

Il materiale stampato permette diverse applicazioni che comprendono la realizzazione di parti pronte per essere colate con la fusione a cera persa e la prototipazione rapida ed economica dei gioielli. Inoltre, una stampante 3D permette la produzione diretta di stampi master in grado di resistere alle temperature e alla pressione dei processi di vulcanizzazione.

Chi già progetta gioielli ed accessori usando un software 3D è avvantaggiato dal momento che il modello digitale 3D è il requisito fondamentale per l'utilizzo della stampante.
Le stampanti 3D professionali sono progettate e collaudate per fornire un elevato livello di efficienza, produrre i modelli senza la necessità di presidio da parte dell’operatore e con risultati ripetibili nel tempo.

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La tecnologia di Sinterizzazione Laser si realizza attraverso un processo per addizione stratificata, in cui l’utilizzo di un laser ad alta temperatura permette di fondere (o sinterizzare) metalli o plastiche in polvere, creando il modello o il prototipo tridimensionale.

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Nella tecnologia di Stereolitografia (SLA) un laser trasforma un materiale plastico liquido (formato da polimeri epossidici) in materiale solido, costruendo strato dopo strato le diverse sezioni in cui viene suddiviso il prototipo da realizzare.

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Nella stampa 3D MultiJet a resina,la stampante deposita strati liquidi di fotopolimeri su un vassoio e li solidifica tramite raggi UV.
Gli strati vengono sovrapposti uno alla volta fino a creare un modello o prototipo 3D.
Nella stampa 3d MultiJet in cera, il deposito della cera, preventivamente scaldata e fusa  avviene come quella in resina, ma viene lasciata solidificare a temperatura ambiente.

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Misurazione della definizione delle stampanti DPI

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Misurazione della definizione delle stampanti DPI

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DPI o Dots Per Inch (punti per pollice) è una misura che si utilizza nella stampa per definire la densità di punti stampati da una stampante su una linea lunga un pollice (2,54 cm).

A parità di dimensione stampata, maggiore è il numero di punti per pollice, più è alta la risoluzione e nitida l’immagine.

I DPI si riferiscono sempre a una densità “fisica” dei punti, rappresentano materialmente il numero di gocce d’inchiostro che la stampante può mettere in un pollice.

PPI indica il numero di pixel contenuti in un singolo pollice di un'immagine visualizzata nel monitor di un computer.(Un pixel, in computer grafica, è l'unità minima convenzionale della superficie di un'immagine digitale).

Nella stampa 3D, un VOXEL indica un valore su una normale griglia in uno spazio tridimensionale, come un pixel con un volume.

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Sinterizzatori di polveri metalliche SLS e DMP

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Sinterizzatori di polveri metalliche SLS e DMP

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La sinterizzazione laser, denominata anche sinterizzazione laser selettiva (SLS) oppure DMP ,direct metal printing.
In questa tipologia di stampa 3D si utilizzano polveri termoplastiche (come ad esempio il nylon), ma anche metalli ,alluminio acciaio oro o ad altri materiali.

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Hanno caratteristiche simili alle mjp in cera ma si differenziano per il fatto di avere un unico ugello di iniezione per la cera e uno per il materiale di supporto.
Ha una altissima risoluzione ma è molto più lenta della mjp,nella fase di costruzione del modello.
Utilizzano cera per la realizzazione del prototipo, che è appositamente studiata per il processo di microfusione diretta (ovviamente dopo averlo separato dal materiale di supporto con apposito bagno in solvente alcool isopropilico).

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Stampa di prototipi di anelli in cera fondibile

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Stampa di prototipi di anelli in cera fondibile

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stampanti multi jet printing in cera e resina

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stampanti multi jet printing in cera e resina

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Sharebot XXL: dal vivo la stampante FDM fino a 70cm - TVtech