Come funziona la stampa 3D in resina? - Una tecnologia SLA, DLP e MSLA

La stampa 3D a resina ha rivoluzionato la produzione additiva oltre ogni immaginazione. Le stampanti basate sulla resina utilizzano una resina fotopolimerica liquida, che viene polimerizzata strato per strato attraverso una fonte di luce. Sebbene le sue superfici siano lisce e con più dettagli interconnessi, molto al di là della precisione delle stampanti 3D a filamento, le più utilizzate sono la Stereolitografia (SLA), la Digital Light Processing (DLP) e la Stereolitografia Mascherata (MSLA).

Sono uguali nell'indurimento della resina liquida in oggetti solidi, ma si differenziano solo per il modo in cui viene presentata la luce. Grazie all'elevata finitura dei dettagli, la stampa in resina viene utilizzata quasi in tutti i campi di lavoro, dalla gioielleria all'odontoiatria, fino alla prototipazione e alle miniature. Sapere come Stampa 3D per il lavoro delle resine fornisce la comprensione di quale utilizzare e l'ottimizzazione dell'efficienza di stampa.

Che cos'è la stampa 3D con resina e come funziona?

La stampa 3D in resina utilizza una resina fotopolimerica liquida che si indurisce quando viene esposta alla luce UV. Consente di stampare gli oggetti con dettagli eccellenti in layer-by-layer e con un'ottima finitura. Le stampanti a resina utilizzano la fonte di luce per polimerizzare la resina. Potrebbe essere un laser o un proiettore, o uno schermo LCD, ma qualsiasi cosa faccia è per far sì che la stampa a resina produca stampe di precisione davvero fine; è ciò che è meglio utilizzare per la stampa di modelli minuti o di parti minuscole, poiché la resina liquida risiede in una vasca e con ogni strato solidificato, una piattaforma di costruzione si abbassa nel liquido. Le fasi di stampa comportano un ulteriore lavoro di finitura che consiste nella levigatura finale, nella pulizia e nella polimerizzazione prima dell'output.

Tipi di tecnologie di stampa 3D a resina

Ci sono tre opzioni quando si parla di stampa 3D in resina. Si tratta di SLA, DLP e MSLA. SLA si riferisce alla Stereolitografia, che utilizza un laser come metodo di polimerizzazione punto a punto della resina. Molto precisa, ma lenta nella produzione di stampe grazie alla sua bassa velocità. Il DLP proietta l'intera immagine sulla resina, quindi polimerizza tutti gli strati allo stesso tempo, rendendolo più veloce rispetto al DLP. SLA. MSLA utilizza un'esposizione alla luce simile a quella del DLP dalle maschere per schermi LCD, ma a costi molto più bassi. Ognuna delle tecnologie ha i suoi punti di forza: dominio dei dettagli SLA, velocità DLP e valore MSLA. Tutto dipende dall'applicazione, dalle esigenze di qualità di stampa e dal budget.

Quali sono le parti fondamentali delle stampanti 3D a resina?

Questo viene creato da una vasca di resina contenente resina fotopolimerica liquida che viene spostata sul piatto di stampa; le forme ascendenti e discendenti sono quelle che creano gli strati su cui un laser o un proiettore o lo schermo LCD di una stampante fanno la polimerizzazione, trasformandosi in un solido in modo da legarsi con ogni nuovo strato. La maggior parte dei modelli ha un touchscreen o un pannello di controllo per regolare i parametri. C'è un motore incorporato dell'asse Z che sposta delicatamente la piastra di costruzione. Coperchio di schermatura UV incorporato, c'è anche uno scudo di resina che tiene lontane tutte le esposizioni indesiderate e garantisce la durata di una stampante di buona qualità, se mantenuta correttamente.

Come si cura la resina?

Guarisce la resina liquida della stampa 3D introducendo una fonte di luce specifica sul fotoiniziatore, che si trova all'interno della resina per reagire attraverso la fotopolimerizzazione, quindi l'indurimento in un oggetto. Con ogni strato stampato nel processo 3D, si otterrà un prodotto più duro e robusto con la luce. Questo modello sarà poi trattato in una lampada UV o alla luce del sole per sviluppare le sue proprietà meccaniche una volta stampato completamente. Le parti dovrebbero diventare dure, rigide e resistenti grazie alla corretta polimerizzazione. Le parti troppo polimerizzate possono diventare fragili e le stampe provenienti da parti non ben polimerizzate diventano morbide o deboli.

Quali sono i vantaggi della stampa 3D in resina rispetto alla FDM?

Di seguito sono riportati alcuni vantaggi della stampa 3D con resina rispetto a FDM: La risoluzione di stampa è la differenza più significativa. La resina può offrire dettagli elevatissimi con finiture superficiali molto fini, il che la rende utile per avere progetti davvero complessi. Soprattutto, una migliore adesione tra gli strati si traduce in parti con proprietà meccaniche più fini. Altri vantaggi includono la capacità di stampare in geometrie complicate senza avere linee di strato. Alcuni degli svantaggi della stampa in resina includono il fatto che il costo della stampa in resina è molto elevato, la massiccia post-elaborazione e persino l'esposizione a sostanze chimiche può essere pericolosa per l'ambiente e persino per il produttore. Tuttavia, rimane popolare quando la richiesta di precisione è elevata. 

Applicazioni tipiche della stampa 3D con resina.

Applicazioni industriali coinvolte in diversi settori che richiedono un alto livello di precisione o di dettagli.

La stampa di resina trova il suo impiego ideale nel settore dentale, per produrre stampi, corone e allineatori di buona qualità e precisione. I gioiellieri stampano la resina per creare disegni con grandi dettagli nelle loro fusioni. I costruttori di miniature sono hobbisti che amano giocare a giochi da tavolo con pezzi di qualità, e trovano utile la stampante in resina. Alcune delle applicazioni mediche della stampa di resina sono i modelli anatomici e le protesi. Ingegneri e designer di prodotti possono facilmente realizzare prototipi rapidi di parti complesse. Si tratta di un requisito per i settori ad alta risoluzione della modellazione 3D, in quanto la stampa in resina è versatile. Quali sono le sfide dell'utilizzo di una Stampe 3D in resina?

Le resine utilizzate hanno proprietà tossiche e devono essere maneggiate con guanti, in locali ben ventilati. Questo metodo richiede molto più tempo e impegno nella fase di post-elaborazione, con il risciacquo con alcol isopropilico e la polimerizzazione con luce UV, rispetto alla stampa FDM. Anche i costi di gestione delle stampanti a resina sono molto più elevati, soprattutto a causa delle resine liquide e perché le parti, come le pellicole FEP, devono essere cambiate molto frequentemente. Altre possibili cause possono essere una scarsa adesione, una struttura di supporto inadeguata ed errori durante l'esposizione. Tutto questo significa che l'utente può ottimizzare il suo flusso di lavoro su stampe migliori. 

Come mantenere e pulire correttamente la stampante 3D a resina

Per quanto mantenere un resine per la stampa 3D Il corretto funzionamento delle macchine potrebbe dipendere dal fatto di mantenerle pulite.

La pulizia ricorrente del tino eviterà l'agglutinazione delle resine, che alla fine rivelerà stampe difettose e fallate. Il fondo della vasca deve essere ispezionato per verificare la presenza di graffi e danni sul film FEP e deve essere sostituito quando necessario. La piastra di costruzione deve essere pulita dopo ogni stampa. Gli utenti devono controllare che il movimento dell'asse Z sia regolare e, di tanto in tanto, devono calibrare la stampante per mantenerla in condizioni di lavoro adeguate. Lo spazio di lavoro deve essere sempre pulito e non disordinato, il che riduce le possibilità di contaminazione e porta a stampe di buona qualità. La vita della stampante aumenta con le sue prestazioni in tutte le tecniche. 

Le migliori pratiche per una stampa 3D efficace della resina

Gli utenti dovrebbero essere invitati a mettere in pratica le migliori pratiche di stampa 3D in resina per ottenere stampe di buona qualità.

Il primo strato aderisce bene e non ci saranno stampe fallite se la piastra di costruzione è stata livellata correttamente. Le impostazioni di esposizione corrette in base al tipo di resina miglioreranno ulteriormente la precisione delle stampe. Strutture di supporto saranno aggiunti nei punti giusti, in modo che non si verifichino deformazioni e che le parti delicate vengano stampate bene. Le resine di buona qualità adatte a una particolare applicazione migliorano la resistenza e i dettagli delle stampe.

La resina viene lasciata riposare in una stanza fresca e buia, in modo che non si polimerizzi prematuramente e possa durare il più a lungo possibile. Il firmware e il software di slicing vengono aggiornati abbastanza frequentemente nel processo di stampa migliore di questa stampante. Questo rende la stampa un successo sicuro ogni volta.

Conclusione

È altamente risolutivo nella stampa 3D in resina e crea un modello di qualità con finiture superficiali lisce e dettagli finissimi grazie alla fotopolimerizzazione.

Pertanto, la selezione tra le tecnologie SLA, DLP e MSLA è fondamentale per capire cosa sarebbe più utile per ogni persona per le sue esigenze. Tuttavia, Stampa 3D di materie plastiche ha un gran numero di vantaggi rispetto alla FDM, ma può presentare alcuni svantaggi legati alla post-elaborazione e alla gestione dei materiali, oltre alla manutenzione della stampante. Nonostante ciò, la stampa 3D in resina sta trovando applicazioni in un numero sempre maggiore di settori, dall'odontoiatria alla gioielleria, dal design dei prodotti all'ingegneria. In generale, la cura adeguata dell'apparecchiatura e le migliori prassi possono dare il massimo beneficio nella stampa in resina e ottenere buone stampe. 

Domande frequenti

In che modo SLA, DLP e MSLA sono diversi l'uno dall'altro?

La SLA stampa tutti i punti di lavoro sul punto di un laser. Un DLP ha un metodo chiamato fusione in una sola volta in un solo colpo, e MSLA utilizza la luce mascherata di un LCD.

Un articolo stampato in resina richiede un trattamento post-stampa?

Sì, le stampe in resina devono essere lavate con alcol isopropilico e poi polimerizzate sotto la luce UV per preparare meglio il materiale alla resistenza e per rimuovere tutta la resina in eccesso.

Come si comporta la stampante 3D a resina rispetto alla FDM?

In confronto, le stampe in resina hanno una risoluzione molto più alta e sono molto più dettagliate, ma sono più rumorose, richiedono una post-elaborazione molto maggiore e molto più materiale di quanto non faccia la FDM.

È sicuro stampare in resina 3D?

La resina è tossica; l'utente deve indossare guanti, lavorare in uno spazio ben ventilato e prendere tutte le precauzioni per evitare il contatto con la pelle e i fumi tossici della resina.

La stampa in resina è resistente come la stampa FDM?

Le stampe in resina sono fragili e forti ma fragili, più forti delle stampe FDM, quindi sono adatte a modelli altamente dettagliati piuttosto che a parti funzionali.