Come rendere la stampa 3D desktop più conveniente con la tecnologia DLP Pico

La stampa 3D ha il potere di dare vita all’immaginazione dandole una forma concreta. Uno studente può tradurre la sua comprensione del mondo fisico in oggetti 3D, un designer può trasformare le idee in oggetti reali che si possono toccare e percepire prima di entrare in produzione, mentre un dentista può costruire un bite dentale notturno direttamente in studio, senza dover chiedere al paziente di tornare per un’altra visita. Le possibilità sono infinite.

Il costo di una stampante 3D va da meno di $ 1.000 a più di $ 100.000. A prezzi inferiori, ci si riferisce alle stampanti 3D come a stampanti 3D desktop o personali. Una delle sfide da affrontare per le stampanti 3D desktop consiste nell’avere velocità di stampa e qualità di stampa a prezzi accessibili. Nel segmento delle stampanti 3D desktop, le tecnologie più diffuse sono la FFF (fabbricazione a fusione di filamento) e la SLA (stereolitografia).

Sebbene poco costosa, la tecnologia FFF, nota anche come modellazione a deposizione fusa (FDM), presenta due limitazioni fondamentali: velocità e risoluzione per via della cucitura punto per punto del materiale del filamento.

La SLA, nota anche come fotopolimerizzazione, utilizza la luce e materiali detti fotopolimeri o resine. I fotopolimeri, dopo l’esposizione alla luce ultravioletta (UV) o quasi UV, subiscono una reazione chimica nota come polimerizzazione e si trasformano in un oggetto solido, come illustrato nella Figura 1. I recenti sviluppi nella chimica dei materiali permettono di realizzare stampanti SLA a meno di $ 1.000, consentendone quindi l’accesso anche sui mercati mainstream.

Figura 1: Stampa 3D SLA

La tecnologia SLA può essere implementata utilizzando uno di questi due approcci:

Sistemi basati su laser (o basati su punti): questi sistemi utilizzano un laser ad alta potenza per polimerizzare i fotopolimeri «punto per punto». Le sfide poste da questo approccio includono basse velocità di stampa, problemi di calibrazione, costo totale di proprietà e problemi di sicurezza legati all’uso di laser ad alta potenza.

Sistemi basati su strati: questi sistemi utilizzano un motore di proiezione della luce per polimerizzare un intero strato di fotopolimeri contemporaneamente, offrendo velocità di stampa significativamente più elevate. Il motore della luce di proiezione può essere implementato con tecnologia DLP standard o tecnologia LCD.

La tecnologia LCD soffre di una scarsa affidabilità, in quanto espone i cristalli liquidi a luce a ridotta lunghezza d’onda facendo sì che i cristalli si degradino nel tempo. D’altro canto, la tecnologia DLP è una tecnologia con sistemi microelettromeccanici che modula la luce utilizzando un dispositivo DMD (digital micromirror device). Le stampanti 3D DLP presentano come vantaggi fondamentali l’elevata affidabilità, l’alta precisione e la grande velocità.

La Tabella 1 riassume le principali differenze tra le tecnologie FFF e SLA.

Basata su filamenti Basata sulla luce (SLA)
FFF Laser LCD Tecnologia DLP
Velocità Media Media Media Alta
Risoluzione Bassa Alta Media Alta
Dimensioni Scalabile Scalabile Scalabile Scalabile
Affidabilità Media Media Bassa Alta
Problemi di sicurezza Nessuno Alcuni Nessuno Nessuno

Tabella 1: Confronto fra le tecnologie per stampanti 3D desktop

Progetto di riferimento del motore per luce a fattore di forma ridotto per stampanti 3D desktop che utilizzano la tecnologia DLP Pico:

Scaricate qui il progetto di riferimento

Con array di micromirror DMD in dimensioni variabili da 0,2 pollici di diagonale fino a 0,47 pollici, i chipset DLP Pico ben si adattano alle stampanti 3D desktop. Di seguito sono riportati quattro settori di applicazione di esempio che possono trarre grande vantaggio dalla convenienza e dalle prestazioni dei prodotti DLP Pico:

Odontoiatria digitale. Un servizio tipicamente svolto da un dentista è la creazione di vari apparecchi dentali, come bite dentali notturni, dime chirurgiche e apparecchi di plastica trasparente. L’odontoiatria digitale, resa possibile dagli scanner dentali 3D (sia desktop che intraorali) e dalle stampanti 3D, aumenta l’efficienza di questo servizio consentendo ai dentisti di fabbricare apparecchi internamente e riducendo quindi al minimo il tempo per paziente, oltre ad aumentare la produttività grazie all’introduzione di tutti i vantaggi della tecnologia DLP nel processo end-to-end dall’acquisizione alla stampa. Un esempio di questa applicazione è riportato nella Figura 2.

Figura 2: Odontoiatria digitale con stampa 3D

Gioielleria. La personalizzazione dei gioielli è un’affascinante opportunità di mercato per la stampa 3D. Un esempio di anello stampato in 3D è mostrato nella Figura 3. Risoluzione e levigatezza sono estremamente importanti nella progettazione di gioielli, il che fa delle stampanti SLA basate sulla tecnologia DLP Pico una tecnologia interessante per questa applicazione.

Figura 3: Stampa 3D in gioielleria

Ingegneria. Progettisti e ingegneri professionisti utilizzano la stampa 3D per la prototipazione rapida di nuove idee, che permette loro di valutare l’aspetto dei prodotti prima della produzione. Esempi di prototipi sono mostrati nella Figura 4.

Figura 4: Stampa 3D per prototipazione

Istruzione. La stampa 3D sta entrando nel mondo dell’istruzione a diversi livelli. La stampa e l’ispezione di prototipi di ideazioni complesse come modelli geometrici 3D, oggetti meccanici e l’anatomia umana diventano un potente processo di apprendimento. Le scuole e le biblioteche mettono le stampanti 3D a disposizione degli studenti, permettendo loro di dare vita alle loro idee.

Figura 5: Stampa 3D nell’istruzione

 

Moduli ottici per stampanti 3D desktop

L’ecosistema DLP Pico composto da società terze indipendenti offre un rapido accesso a moduli ottici pronti per la produzione utilizzando chipset DLP Pico. Consultate questo elenco dei fornitori di moduli ottici ottimizzati per applicazioni di stampa 3D DLP.

Risorse supplementari:

 

 

 

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