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Produzione industriale e bricolage: è tra questi due estremi che si sta affermando la diffusione delle stampati 3D. La riduzione dei prezzi e la concomitante possibilità di raggiungere alti livelli di specilizzazione e personalizzazione hanno dato il là all'espansione del mercato domestico: con la stampa 3D qualunque persona dotata di spirito di iniziativa e un minimo di competenze tecniche è in grado di creare direttamente in casa piccoli oggetti d'uso comune.
Ma l'utilizzo della stampante 3D si sta diffondendo sempre di più anche nel mondo dell'industria. Molte aziende stanno installando nelle loro fabbriche i nuovi dispositivi per migliorare e velocizzare la produzione industriale. Secondo i dati e le previsioni della Gartner Group nel 2015 saranno vendute 217mila stampanti 3D e nell'anno seguente il numero raddoppierà. Entro il 2018 il settore dovrebbe valere oltre dodici miliardi di dollari, con circa 2,3 milioni di stampanti 3D in giro per il mondo.
I motivi di questa rapida diffusione sono presto spiegati. La stampante 3D ha un funzionamento semplice, molto simile alle periferiche che si usano solitamente per la produzione di manifesti e poster. Il dispositivo riceve l'input da un computer dove è presente il progetto tridimensionale dell'oggetto da realizzare e la stampante 3D inizia il proprio lavoro, che può durare anche diverse ore a seconda della grandezza del manufatto da costruire.
Progettare con cura l'oggetto
Prima di poter iniziare la stampa 3D è necessario elaborare con cura il progetto da realizzare, affinché la periferica possa processare velocemente i dati ricevuti dal computer. Il file deve contenere tutte i dati dell'oggetto: dalla lunghezza alla profondità, fino ai materiali da utilizzare e deve essere salvato in formato Stl (Standard Triangulation Language To Layer).
Si tratta di uno standard grafico che decompone la superficie dell'oggetto in triangoli per facilitare la costruzione del manufatto. Una volta completato il file tridimensionale da realizzare, è necessario inviare il progetto completo alla stampante 3D che inizierà la costruzione del manufatto.
Come funziona una stampante 3D
La meccanica delle stampanti 3D ricalca in toto le periferiche per la stampa di documenti, ciò che cambia sono i materiali da utilizzare per la costruzione di un oggetto. Quando si pensa a una periferica 2D si è soliti raffigurare una testina collegata ad un serbatoio pieno d'inchiostro che si muove orizzontalmente e che tramite gli ugelli produce il documento di testo.
Nelle stampanti 3D di tipo FDM (Fused Deposition Modeling) la testina è sostituita da un estrusore e l'inchiostro dai polimeri del materiale da usare. I filamenti in forma di granuli sono riscaldati, fusi e stratificati ad alta temperatura fino all'ultimazione del processo di costruzione.
L'importanza dell'estrusore
Il processo di stampa ruota tutto intorno all'estrusore che ha il compito di sorvegliare tre fasi importantissime per la realizzazione dei manufatti: il passaggio dei polimeri dal serbatoio alla fase di riscaldamento; la fusione dei filamenti e infine la fuoriuscita degli stessi dall'ugello per la fabbricazione dell'oggetto.
L'estrusore è montato su una struttura mobile che lo sposta da destra a sinistra, dal basso all'alto, affinché il manufatto sia definito in ogni sua dimensione. Il foglio bianco da inchiostrare è sostituito da un piano surriscaldato che permette di far aderire perfettamente l'oggetto alla base della periferica, affinché non si sposti durante la stampa 3D.
Spesso al termine del processo di stampa il manufatto non è perfetto in ogni sua caratteristica: sarà necessario togliere le parti superflue o perfezionarlo utilizzando vernice e carta abrasiva, così da dargli un tocco d'originalità.
