Negli ultimi anni, il mercato della stampa 3D è stato caratterizzato dalla rapida diffusione di prodotti desktop; pratici, economici e semplici da utilizzare.
Le due tecnologie di stampa 3D più diffuse sul mercato desktop sono l’FDM (Fused deposition modeling, in Italiano nota come fusione di filamento) e l’SLA (Stereolitografia)
Questo articolo vuole essere un utile strumento per orientarsi all’acquisto della tecnologia più idonea alle proprie esigenze, confrontando FDM e SLA in termini di: qualità di stampa, materiali, applicazioni, flusso di lavoro, velocità, e costi.

Indice

  1. Stampa 3D FDM, come funziona?
  2. Stampa 3D SLA, come funziona?
  3. Confronto FDM vs SLA: qualità di stampa e precisione
  4. Confronto FDM vs SLA: materiali e applicazioni
  5. Confronto FDM vs SLA: workflow
  6. Confronto FDM vs SLA: velocità di stampa
  7. Uso combinato FDM e SLA insieme

Stampa 3D FDM, come funziona?

L’FDM si basa sull’estrusione di termoplastiche (ABS, PLA, Nylon, PC) mediante un ugello che, portato in temperatura, fonde il materiale e deposita la plastica, strato dopo strato, su un piano di stampa. Gli strati vengono depositati sequenzialmente uno sopra l’altro, fino a completamento della geometria.
L’FDM è la forma di stampa 3D più diffusa ed è indicata principalmente per la realizzazione di modelli concettuali e la prototipazione rapida e a basso costo.

Stampa 3D SLA, come funziona?

La stereolitografia è la più antica tecnologia di stampa 3D, in auge sin dagli anni ’80, è tuttora una delle tecnologie più diffuse a livello professionale.
La stampa 3D SLA utilizza un laser per polimerizzare delle resine liquide (resine fotopolimerizzanti), solidificandole e dandone forma.
La stampa 3D SLA è caratterizzata da alta precisione, superfici estremamente dettagliate, e la realizzazione di parti isotropiche ed a tenuta stagna.
La stereolitografia è particolarmente indicata per realizzare prototipi molto dettagliati, parti che richiedono tolleranze strette e superfici lisce, quali stampi, prototipi funzionali e mockup estetici.

Confronto FDM vs SLA: qualità di stampa e precisione

Le tecnologia additive di stampa 3D lavorano, come già detto, addizionando materiale strato dopo strato.
Le stampanti 3D FDM realizzano gli strati depositando linee di plastica fusa. Gli strati, che raffreddano non appena depositati, risultano chiaramente visibili sulla superficie e (in alcuni casi) potrebbero non aderire perfettamente l’uno all’altro. In questo processo, la risoluzione X/Y viene definita dalla dimensione dell’ugello di estrusione, 0,4 mm è lo standard più diffuso,
Nella stampa 3D SLA, la resina è allo stato liquido e viene polimerizzata tramite un laser ad alta precisione, strato dopo strato.
Le parti stampate in stereolitografia vantano una finitura superficiale liscia, precisione anche nei più piccoli particolari e da una stratificazione dei layer praticamente impercettibile.
In questo processo, la risoluzione X/Y viene definita dalla dimensione del laser spot, 25 μm nel caso di Form 3 e Form 3L.
Dal punto di vista della robustezza, l’FDM produce un legame meccanico fra gli strati mentre le stampanti 3D SLA creano un legame chimico, creando una reticolazione dei fotopolimeri fra uno strato e l’altro, identica a quella generata in X/Y all’interno dello stesso layer. Ne risultano quindi parti isotropiche (la cui stabilità non cambia con l’orientamento), solide ed ermetiche. Queste peculiarità rendono la stereolitografia particolarmente adatta per applicazioni ingegneristiche e di fabbricazione in cui sia robustezza che rugosità superficiale sono entrambe molto importanti.

Confronto FDM vs SLA: materiali e applicazioni

Le stampanti 3D FDM funzionano con termoplastiche: ABS, PLA, TPU, Nylon, ASA, PC, PP, PET sono solo un esempio della vasta gamma di materiali presenti sul mercato. Esistono anche varie miscele di filamenti sperimentali arricchiti con carbonio o fibra di vetro e termoplastiche ad alta prestazione come il PEEK, ma spesso questi materiali sperimentali sono limitati a stampanti professionali dedicate e solo a determinate geometrie. I filamenti più diffusi sono solitamente disponibili in numerose opzioni di colore.
Le resine fotopolimeriche per la stereolitografia hanno il vantaggio di possedere una vasta gamma di formulazioni che si traducono in una vasta gamma di proprietà ottiche, meccaniche e termiche in grado di imitare quelle delle termoplastiche industriali, standard e ingegneristiche.
Le stampanti 3D SLA offrono diversi materiali per applicazioni di fabbricazione additiva che consentono, assieme all’elevata precisione della macchina, una ripetibilità dei pezzi non ottenibile con l’FDM.
Una proprietà dei materiali unica nella stereolitografia è la trasparenza; è infatti l’unica tecnica di stampa 3D in grado di produrre parti davvero trasparenti con effetto vetro utile per la produzione di parti con assemblaggi complessi, nella (micro)fluidica, nella creazione di stampi, illuminazione e ottica.

Confronto FDM vs SLA: workflow

Il flusso di lavoro nella stampa 3D è sempre composto di tre stadi: progettazione, stampa 3D e post-elaborazione.
Per poter preparare il file per la stampa, vengono utilizzati dei software (detti software di slicing) per assegnare le impostazioni di stampa, e generare i vari strati necessari per processare la lavorazione.
Le stampanti 3D professionali di entrambe le tecnologie vengono generalmente fornite con un software di slicing dedicato e con impostazioni predefinite per ciascun materiale, per massimizzare l’affidabilità di ogni singola stampa e semplificarne il processo.
In questa fase, i software dedicati alle stampanti FDM sono caratterizzati da una maggior quantità di impostazioni e varianti che rendono sicuramente meno immediato l’apprendimento rispetto ai loro corrispondenti alla stampa SLA.
Durante il processo di stampa, la maggior parte delle stampanti 3D professionali sono in grado di lavorare in autonomia, senza alcun operatore a bordo macchina.
L’ultima fase del flusso di lavoro è la post-elaborazione.
Le parti stampate in stereolitografia necessitano di essere lavate in alcool isopropilico (IPA) per rimuovere eventuali tracce di resina liquida, non polimerizzata dalla superficie.
Questa operazione può essere gestita in maniere manuale o in maniera automatica, tramite delle apposite vasche di lavaggio ad ultrasuoni. Dopo aver lavato e asciugato le parti, le resine fotopolimeriche necessitano di un ulteriore ciclo di polimerizzazione che serve per raggiungere la maggiore durezza possibile e a renderla stabile nel tempo.
L’FDM presenta il vantaggio di non richiedere alcuna operazione di pulizia o post-elaborazione quando la stampa è priva di supporti, ma nel caso si voglia ottenere una finitura superficiale simile a quelle ottenute con l’SLA, sarà necessario post lavorare il pezzo con abrasivi e poi trattarlo con primer e vernici.
Nel caso le parti stampate presentino strutture di supporto, necessarie per realizzare gli elementi in sottosquadro e che devono essere rimosse al termine della stampa, le operazioni di abrasione e finitura sono nettamente più facili da effettuare sulle parti stampate in resina. Queste sono infatti decisamente più malleabili e facili da lavorare rispetto alle termoplastiche utilizzate nell’FDM consentendo di ottenere ottimi risultati anche a chi non gode di una spiccata manualità.

Confronto FDM vs SLA: velocità di stampa

Le stampanti 3D FDM possono stampare strati più spessi e dosare l’infill (il riempimento) dei volumi pieni, per cui le stampe risultano più rapide.
Inoltre per geometrie semplici, l’FDM non necessita di post-elaborazione, trovando la sua applicazione ideale nella prototipazione rapida.
Questo avviene, ovviamente, a scapito di accuratezza, precisione e qualità superficiale.
Lavorando con altezze dei layer simili la differenza di tempi di lavorazione non varia per valori superiori al 10/15%.

Uso combinato FDM e SLA insieme

In seguito a questo confronto, possiamo notare come le stampanti FDM e SLA presentano funzionalità simili e che, nella maggior parte dei casi, sono complementari e non sovrapposte. Molte aziende usano sia stampanti FDM, sia SLA per sfruttare il meglio dei due sistemi: prototipazione rapida a basso costo unita a parti funzionali di alta qualità per una gamma più ampia di applicazioni.

 

Ti è stato utile questo articolo? Hai ulteriori dubbi?

Scrivici a stampa3d@valorebf.it o lascia un commento, uno dei nostri tecnici specializzati ti risponderà al più presto!