Che cos'è una stampante 3D UV? - Spiegato semplicemente

Naturalmente, estremamente popolari nel mondo della fabbricazione additiva, dato che sono molto precise e versatili ed efficienti, la differenza principale di qualsiasi stampante 3D UV sta nel fatto che l'oggetto che creerebbe non viene fuso dall'applicazione del calore per realizzarlo. Invece, l'indurimento della resina liquida attraverso la luce ultravioletta irrigidisce l'oggetto stampato, uno strato alla volta. Questo processo è noto come fotopolimerizzazione; consente di ottenere una risoluzione estremamente elevata e una finitura superficiale liscia sulla superficie, per cui è molto adatto a luoghi come le applicazioni dentali, la creazione di gioielli e la prototipazione.

Inoltre, il rapido progresso della tecnologia della stampante UV 3D accelera la velocità di produzione, riduce al minimo la post-elaborazione e facilita la riproduzione di geometrie complesse. L'evoluzione della stampa 3D UV ha rivoluzionato Stampa 3DMentre conoscere il funzionamento interno, i benefici e i materiali utilizzati da questi dispositivi è importante per prendere una decisione informata prima di entrare in questo campo innovativo.

Come funziona una stampante 3D UV?

Una stampante 3D UV si basa sulla fotopolimerizzazione dove, durante la stampa, solidifica una resina liquida mediante l'esposizione alla luce ultravioletta che, una volta essiccata, si trasforma in un oggetto. Le principali parti universali che compongono l'elemento costitutivo di qualsiasi stampante 3D UV sono la vasca di resina, la piattaforma di costruzione e la sorgente UV tramite proiettore LCD, DLP o laser.

Si inizia tagliando il modello 3D in strati molto sottili con l'aiuto di un computer. La piattaforma di costruzione viene parzialmente immersa nella vasca della resina, quindi la luce UV indurisce selettivamente la resina in base al progetto. Per le stampanti rivolte verso l'alto, la piattaforma di costruzione si sposta verso l'alto mentre ogni strato si indurisce; per le stampanti rivolte verso il basso, si sposta verso il basso.

Questo offre un'alta risoluzione alle stampe di finiture fini e di finiture superficiali lucide. Anche se le stampanti 3D basate su FDM lavorano su Stampa 3D di materie plasticheI dettagli più minuti non possono essere garantiti utilizzando questo meccanismo. Tuttavia, con le stampanti 3D a tecnologia UV, i dettagli più fini nelle stampe si ottengono grazie all'esposizione esatta della luce e alla velocità di polimerizzazione della luce; la precisione dei loro strati dipende dalle proprietà della resina e delle fonti di luce. Pertanto, queste stampanti sono consigliate soprattutto per le stampe di dettaglio.

Tipi di tecnologie di stampa 3D UV

Sebbene esistano vari tipi di tecnologie di stampa 3D UV con caratteristiche diverse, le loro applicazioni sono state classificate in tre tipi principali di tecnologia di stampa 3D UV, che sono: SLA, DLP e LCD.

SLA è la forma più antica di stampa 3D UV e utilizza un laser per curare la resina con una precisione dimensionale. I modelli prodotti sono molto fini nei dettagli e lisci, per questo la SLA è comune in odontoiatria e nel design di gioielli.

Le stampanti 3D LCD sono anche il tipo più economico e lavorano su uno schermo LCD con retroilluminazione UV. Queste stampanti polimerizzano la resina strato per strato. Sebbene non siano così nitide come le SLA, la qualità di stampa è più che sufficiente per essere molto economica e di qualità eccellente. Per questo motivo, gli hobbisti e le piccole imprese preferiscono stampa 3D riciclata.

I principali materiali utilizzati nella stampa 3D UV

Le resine fotopolimeriche sono il primo materiale sviluppato per le stampanti 3D UV. Questi materiali sono allo stato liquido, ma si fissano al contatto con la luce UV. Formulati in modo diverso, vengono utilizzati per vari scopi, tra cui le proprietà meccaniche e la finitura della stampa.

Le resine standard di uso generale sono principalmente quelle utilizzate nella prototipazione standard. Hanno dettagli eccellenti e una superficie di finitura molto fine. Questa sarebbe la resina migliore da utilizzare nei casi in cui è necessario un appeal estetico, anche se potrebbe essere meno soddisfacente per la resistenza quando è richiesta la funzionalità.

Le resine resistenti sono progettate per un uso durevole, quindi sono adatte a parti o componenti meccanicamente sollecitati. Le resine flessibili hanno proprietà simili alla gomma, che consentono di realizzare oggetti morbidi e flessibili.

Queste resine hanno un ampio utilizzo nella gioielleria e nelle applicazioni odontoiatriche, soprattutto perché bruciano in modo abbastanza pulito quando vengono colate, lasciando così stampi puliti. Creano anche resine biocompatibili adatte all'uso medico, come impianti dentali o protesi.

Vantaggi della stampa 3D UV

La stampa 3D UV presenta anche dei vantaggi rispetto alla stampa 3D tradizionale; pertanto, la maggior parte degli esperti e degli hobbisti utilizza questo processo. L'output della stampa 3D UV rivela una risoluzione molto maggiore rispetto alle stampe FDM, che non possono quasi essere replicate.

Un altro vantaggio significativo della velocità è la polimerizzazione di interi strati in un solo colpo per le tecnologie DLP e LCD. Questo riduce in modo significativo il tempo necessario per terminare una tiratura, rendendo le stampanti 3D UV molto adatte alla prototipazione rapida e alla produzione di piccoli lotti.

Le stampanti 3D UV sono innovative, nel senso che possono lavorare una gamma molto ampia di resine applicabili alla natura dell'applicazione, da quelle morbide a quelle più delicate. stampa 3D multi-materiale ai compositi ad altissima resistenza. Inoltre, è probabile che la caratteristica della minima generazione di rifiuti possa essere attribuita alla stampa 3D UV, perché il processo polimerizza solo la quantità di resina necessaria per il modello, quindi è un vantaggio per quanto riguarda gli aspetti della sostenibilità.

La post-elaborazione delle stampe UV è relativamente molto semplice, poiché spesso il processo consiste in un semplice risciacquo e nella polimerizzazione UV che, in condizioni normali, garantisce l'integrità e la precisione del prodotto finale.

Applicazioni delle stampanti 3D UV in vari settori industriali

Si tratta di una tecnologia altamente versatile e molto precisa, con numerose applicazioni in settori diversificati. La loro applicazione comprende alcuni stampi dentali di precisione, guide chirurgiche, protesi, apparecchi acustici, oltre ad altre applicazioni che trascendono i confini del settore dentale e medico.

Viene utilizzato in gioielleria per creare modelli dettagliati di prototipi e il modello in cera colabile, in modo da poter creare disegni complicati che non possono essere prodotti altrimenti.

In realtà, le stampanti UV sono di grande importanza per gli ingegneri e gli specialisti del design di prodotto, perché questa tecnologia consente di verificare e iterare i concetti in tempi estremamente brevi e in modo assolutamente gratuito. La tecnologia può essere applicata per la produzione di parti di dettaglio, quindi è adatta sia per la realizzazione di parti meccaniche che per la produzione di prototipi.

Gli hobbisti e gli artisti, che stampano anche miniature e statuette, oltre ad altri modelli personalizzati, stampano anche con l'alta risoluzione e la finitura superficiale liscia resa possibile dalla stampa in resina.

Attualmente la stampa UV 3D è ancora in rapida crescita nei settori dell'abbigliamento, dell'architettura, dell'alimentazione e quindi ha un'ottima influenza sulla maggior parte delle discipline.

Limitazioni della stampa 3D UV

Nonostante tutti questi vantaggi della stampa 3D, gli svantaggi e le limitazioni abbondano. Innanzitutto, alcuni materiali resinosi utilizzati sono fragili. Ad esempio, le resine standard sono fragili e soggette a crepe sotto sforzo.

L'unico vero svantaggio di questa tecnologia è un'area di costruzione relativamente piccola. Il volume di stampa tende ad essere molto più piccolo sulle stampanti UV rispetto a quelle tradizionali. Stampanti FDMIl che limita le dimensioni dell'oggetto che può essere prodotto, a meno che l'oggetto non debba essere stampato in parti e poi assemblato in un secondo momento.

Questo può essere complessivamente molto costoso per le resine e le parti stampate, come gli schermi LCD o i proiettori UV, il che rende la tecnologia di stampa 3D UV più costosa nel lungo periodo rispetto alle tecniche basate sui filamenti.

Il secondo motivo per cui le resine liquide sono meno ricercate è dovuto ai problemi che pongono, perché alcune di esse emettono fumi tossici, mentre altre causano anche un'irritazione della pelle. Quando si lavora con le stampanti UV, è necessario utilizzare la ventilazione e tutti gli indumenti protettivi.

L'ultima fase è la pulizia e la polimerizzazione UV, che richiede un po' di tempo. Tuttavia, la maggior parte dei passaggi sopra descritti sono piuttosto intuitivi. Nessuna delle fasi sopra descritte è perfetta, ma questo rende il processo di stampa 3D UV piuttosto potente per le applicazioni che richiedono un'elevata precisione.

Come manutenere una stampante 3D UV per ottenere prestazioni elevate

La manutenzione gioca un ruolo molto significativo per le prestazioni perfette e la lunga durata di una stampante 3D UV. La piattaforma di costruzione e la vasca di resina possono essere pulite; altrimenti, alcuni residui di resina degradano la qualità delle stampe.

Manipolazione della resina

Stampa 3D in resina deve essere conservato in un luogo fresco e non deve essere esposto alla luce diretta del sole. Inoltre, non si deve permettere che si indurisca prima del tempo.

Questa filtrazione rimuove anche tutti i detriti che devono essere puliti al momento del riciclo della resina del processo, che altrimenti potrebbero essere un fastidio per la stampa.

La sorgente di luce UV delle stampanti deve essere controllata a intervalli periodici anche perché il degrado si verifica con il passare del tempo con le sorgenti di luce LCD, DLP o laser. Le variazioni di polimerizzazione del materiale portano alla perdita di qualità delle sue stampe.

La lubrificazione delle parti mobili e del piombo vite dell'asse Z permette di proseguire in modo fluido e preciso la stratificazione.

L'aggiornamento del firmware del produttore consente di avere una stampante efficiente, anche se con nuove funzionalità nella stessa stampante.

La manutenzione ordinaria è semplice. Pertanto, gli utenti hanno evitato un buon numero di problemi abituali durante la stampa, hanno mantenuto la durata della loro apparecchiatura e, soprattutto, hanno ottenuto risultati di stampa eccellenti.

Conclusione

La stampa 3D UV ha scoperto la produzione additiva in un nuovo mondo: velocità e flessibilità precise. La sua complessità con finiture uniformi, soprattutto in un prodotto dai dettagli minuscoli, l'ha resa un tesoro per diversi settori come la sanità, la gioielleria, l'ingegneria e molto altro ancora.

Le tecnologie avanzate garantiranno un'elevata facilità di accesso e di utilizzo della stampa UV 3D. La formulazione del materiale resinoso in base alla massima reattività chimica possibile, consentirà di ottenere stampe eccezionalmente forti e forse anche più resistenti, grazie a tutti i probabili utilizzi funzionali al di sopra dei tipi prototipici. Costruzioni di volumi più spessi, quindi, nei processi di polimerizzazione associati a stampa 3D in metallo.

In definitiva, la stampa UV 3D non è una tendenza, ma sta cambiando il volto del futuro della produzione. Che si tratti di un professionista, di un hobbista o di un imprenditore, rendersi conto della potenza e del potenziale della stampa UV 3D può aprire nuove porte alla creatività e all'innovazione.

Domande frequenti

Che cos'è una stampante 3D UV?

Si tratta essenzialmente di una stampante 3D con tecnologia UV, che polimerizza la resina liquida dell'oggetto in creazione ad alte risoluzioni, quindi con modelli molto lisci. 

In che modo la stampa UV è diversa dalla FDM?

L'UV polimerizza le resine che producono un risultato più accurato rispetto all'FDM, poiché l'FDM fonde i filamenti di plastica e questo permette di stratificare in sezioni, quindi la stampa dell'UV è un risultato accurato.

Quali sono i materiali che possono essere utilizzati per la stampa 3D UV?

Alcune delle resine fotopolimeriche più diffuse utilizzate per la stampa UV 3D sono quelle standard, resistenti, flessibili, colabili e biocompatibili.

La stampa 3D UV è sicura?

Le resine in generale sono innocue, ma è necessario prevedere un'adeguata ventilazione e un equipaggiamento di sicurezza per non causare irritazioni della pelle oltre all'inalazione dei fumi.

Quali industrie applicano le stampanti 3D UV?

Tra queste applicazioni, il modello creato con le stampanti 3D UV viene utilizzato per applicazioni sanitarie, gioielleria, ingegneria, design di prodotto e hobbistica.