Stampante 3D formato grande: Come sceglierla

Le stampanti 3D di grande formato sono uno dei settori in più rapida crescita del mercato della stampa 3D. Sebbene alcuni possano pensare che le stampanti 3D siano inaccessibili (alcuni anni fa, il prezzo di partenza era di circa $ 100.000), la verità è che le opzioni di stampa 3D di grande formato che esistono oggi sono molto più accessibili.

Oggi sul mercato sono disponibili tre diversi processi di stampa 3D in un formato accessibile da banco, che costano tra $ 5.000 e poco meno di $ 20.000. Dato l’alto costo dell’outsourcing di parti di grandi dimensioni e prototipi, investire in una stampante 3D di grande formato può offrire un ritorno sull’investimento positivo nel giro di pochi mesi.

Con le opzioni per le stampanti 3D di grande formato in continua espansione, come può un’azienda scegliere quella giusta?

Questa guida all’acquisto ti spiegherà come scegliere la giusta stampante 3D di grande formato per qualsiasi prezzo o applicazione.

Che cos’è una stampante 3D di grande formato?

In sostanza, oggi la stampa 3D di grande formato è una categoria che designa volumi di stampa che superano i soliti 15-20 cm che misurano i lati delle stampanti 3D.

La dimensione ideale approssimativa per la maggior parte delle stampanti è di circa 30 cm in una dimensione e ca. 15-30 cm negli altri due. Queste stampanti 3D di grande formato adatte all’ambiente di lavoro possono creare prototipi, modelli e parti di produzione su vasta scala per un’ampia varietà di applicazioni, inclusi prodotti di consumo, applicazioni sanitarie, parti di produzione e altro ancora.

Ci sono anche stampanti 3D sul mercato che vanno oltre queste dimensioni e possono stampare parti di 50-100 cm, ma questo spesso significa che le opzioni sono limitate alle stampanti 3D industriali, dove il prezzo sale alle stelle, la complessità aumenta e i requisiti della struttura sono più severi.

Tipi di stampanti 3D di grande formato

I tre processi di stampa 3D di grande formato disponibili a prezzi accessibili sono: Fused Deposition Modeling (FDM), Stereolithography (SLA) e Selective Laser Sintering (SLS). Esaminiamo ogni tecnologia in modo più dettagliato.

Modellazione a deposizione fusa (FDM)

La modellazione a deposizione fusa (FDM), nota anche come produzione di filamenti fusi (FFF), costruisce parti fondendo ed estrudendo un filamento termoplastico che un estrusore deposita strato dopo strato sull’area di stampa. L’FDM è la forma più diffusa di stampa 3D disponibile per il consumatore, alimentata dall’emergere di stampanti 3D per hobbisti.

Le stampanti FDM di grande formato di fascia media sono disponibili a partire da $ 4.000 e in genere stampano oggetti fino a 30 x 25 x 30 cm, mentre i sistemi più grandi che possono creare parti alte fino a 60 cm vengono venduti a un prezzo minimo di $ 6.000.

Vantaggi di FDM

La stampa FDM funziona con diversi termoplastici standard, come l’acrilonitrile butadiene stirene (ABS), l’acido polilattico (PLA) e le loro varie miscele. È una tecnica adatta per modelli proof-of-concept di base e per la prototipazione a basso costo di parti semplici, come le parti che potrebbero finire per essere sottoposte a un processo di lavorazione.

Svantaggi di FDM

FDM è la tecnica che ha una risoluzione e una precisione inferiori rispetto a SLA e SLS. Non è la scelta migliore per stampare disegni complessi o parti con rilievi complicati. Il raggiungimento di una finitura di alta qualità richiede processi di lucidatura chimica e meccanica che richiedono tempo e manodopera. Alcune stampanti 3D FDM di grande formato utilizzano supporti solubili per mitigare alcuni di questi inconvenienti e offrono una più ampia varietà di termoplastiche ingegneristiche, ma hanno un prezzo elevato. Inoltre, FDM tende ad essere più lento su stampe di grandi dimensioni rispetto a SLA o SLS.

Estereolitografía (SLA)

Le stampanti 3D per stereolitografia (SLA) utilizzano un laser per polimerizzare la resina liquida in plastica indurita in un processo noto come fotopolimerizzazione. SLA è uno dei processi più apprezzati dai professionisti per la sua alta risoluzione, la sua precisione e la versatilità dei suoi materiali.

In precedenza, lo SLA era disponibile solo su piccole stampanti desktop o stampanti industriali di grandi dimensioni che costavano oltre $ 200.000, ma con la stampante LAB X2-2, le aziende ora hanno accesso a SLA di livello industriale per soli $ 11.000. $, offrendo un grande volume di stampa di 30 x 33,5 x 20 cm.

Vantaggi degli SLA

Le parti SLA hanno la massima risoluzione e precisione, i dettagli più nitidi e la finitura più liscia di qualsiasi tecnologia di stampa 3D, ma il vantaggio principale di SLA è la sua versatilità. Le formulazioni delle resine SLA offrono un’ampia varietà di proprietà ottiche, meccaniche e termiche in grado di corrispondere a quelle dell’ingegneria standard, industriali e termoplastiche.

La stampa SLA è una scelta eccellente per prototipi di grandi dimensioni e altamente dettagliati che richiedono tolleranze strette e superfici lisce, nonché stampi, dispositivi, modelli, modelli medici e parti funzionali. Offre inoltre il materiale con la più alta temperatura di flessione sotto carico: 238 ºC. Ciò lo rende la scelta ideale per determinate applicazioni di ingegneria e produzione e offre la più ampia selezione di materiali biocompatibili per applicazioni mediche e dentistiche. Con Draft Resin, la LAB X2-2 è anche l’opzione più veloce per la stampa 3D di pezzi di grandi dimensioni, fino a dieci volte più veloce di FDM.

Svantaggi SLA

La grande versatilità dello SLA rende il suo prezzo leggermente più costoso. Le parti in resina SLA richiedono anche la post-finitura dopo la stampa, che include il lavaggio delle parti e la post-polimerizzazione.

Sinterizzazione laser selettiva (SLS)

Le stampanti 3D a sinterizzazione laser selettiva (SLS) utilizzano un laser ad alta potenza per fondere piccole particelle di polvere polimerica. La polvere non fusa funge da supporto per la parte durante la stampa ed elimina la necessità di aggiungere strutture di supporto specifiche, rendendo SLS un’opzione particolarmente efficace per parti meccaniche complesse.

La capacità di SLS di produrre parti con eccellenti capacità meccaniche la rende la tecnologia di produzione additiva più comune per le applicazioni industriali.

Come SLA, SLS era disponibile solo su macchine industriali che costavano almeno $ 200.000. Con la stampante 3D LAB H2/H3 di 3d-type, le aziende possono ora accedere a SLS industriali a partire da $ 16.500 con un volume di costruzione di 32 x 16,5 x 16,5 cm.

Vantaggi di SLS

Poiché la stampa SLS non richiede strutture di supporto specifiche, è ideale per geometrie complesse come rilievi interni, sottosquadri, pareti sottili e negativi di parti. I pezzi prodotti da SLS hanno eccellenti caratteristiche meccaniche, con una resistenza simile a quella dei pezzi stampati ad iniezione.

Il materiale più comune per SLS è il nylon, un popolare termoplastico tecnico con eccellenti proprietà meccaniche. Il nylon è leggero, resistente e flessibile, nonché stabile contro urti, sostanze chimiche, calore, luce UV, acqua e sporco.

La combinazione di basso costo per parte, alta produttività e materiali consolidati rende la stampa SLS una scelta popolare tra gli ingegneri per la prototipazione funzionale e un’alternativa economica allo stampaggio a iniezione per la produzione limitata o il rilascio rapido di prodotti (nota come produzione di ponti) .

Svantaggi di SLS

L’SLS ha il prezzo di partenza più alto delle tre tecnologie. Il nylon è un buon materiale per uso generico, ma il portafoglio di materiali per SLS è più limitato rispetto a FDM e SLA. Le parti escono dalla stampante con una finitura superficiale leggermente ruvida, che richiede una granigliatura per ottenere una finitura liscia.

Confronta la stampa FDM, SLA e SLS di grande formato

Le tecnologie di stampa 3D di grande formato non sono intercambiabili. Tutti hanno chiari vantaggi e svantaggi che li rendono adatti a diverse applicazioni.

MODELLAZIONE A DEPOSIZIONE FUSA (FDM) ESTEREOLITOGRAFÍA (SLA) SINTERIZZAZIONE LASER SELETTIVA (SLS)
risoluzione ★★☆☆☆ ★★★★★ ★★★★☆
Precisione ★★★★☆ ★★★★★ ★★★★★
finitura superficiale ★★☆☆☆ ★★★★★ ★★★★☆
Prestazione ★★★★☆ ★★★★☆ ★★★★★
disegni complessi ★★★☆☆ ★★★★☆ ★★★★★
Facile da usare ★★★★★ ★★★★★ ★★★★☆
volume di stampa 30 x 25 x 30 cm (12 x 9,8 x 11,8 pollici) e superiore 30 x 33,5 x 20 cm (13,2 × 7,9 × 11,8 pollici) 32 x 16,5 x 16,5 x cm (12,6 × 6,3 × 6,3 pollici)
Fascia di prezzo Da $ 4.000 Da $ 11.000 Da $ 16.500
Materiali Termoplastici standard, come ABS, PLA e le loro varie miscele. Varietà di resina (plastiche termoindurenti). Resine standard per ingegneria (simili ad ABS, polipropilene e silicone; flessibili, termoresistenti, rigide), per fonderia, applicazioni odontoiatriche e mediche (biocompatibili). Termoplastiche ingegneristiche, solitamente nylon e suoi composti.
Applicazioni ideali Modelli proof of concept di base, prototipazione a basso costo per parti semplici. Prototipi di grandi dimensioni e altamente dettagliati che richiedono tolleranze strette e superfici lisce, nonché stampi, dispositivi, modelli, modelli medici e parti funzionali. Geometrie complesse, prototipi funzionali, produzione di piccole serie e lancio rapido di prodotti.
Svantaggi Ha la risoluzione e la precisione più basse. Non è l’ideale per stampare disegni complessi o parti con rilievi complicati. La modalità più lenta della stampa 3D di grande formato. Le parti richiedono la post-finitura dopo la stampa. La selezione del materiale è limitata; le parti richiedono la sabbiatura del materiale per una finitura superficiale liscia.

Stampa 3D di grande formato: outsourcing o produzione in loco?

Una stampante 3D di grande formato richiede un investimento iniziale significativo, ma tale investimento spesso si ripaga da solo ancora più velocemente rispetto a macchine più piccole.

Si consiglia di affidare la produzione a fornitori di servizi quando la tua azienda richiede la stampa 3D solo occasionalmente. I fornitori di servizi hanno spesso vari processi di stampa 3D nelle loro officine, come SLA, SLS, FDM e stampanti 3D in metallo. Possono inoltre consigliare sull’uso di vari materiali e offrire servizi a valore aggiunto come progettazione o finiture avanzate.

I principali svantaggi dell’outsourcing sono i costi e i tempi di produzione. Uno dei maggiori vantaggi della stampa 3D è la sua velocità, rispetto ai metodi di produzione tradizionali. Tale velocità rallenta rapidamente quando una parte esternalizzata impiega una o diverse settimane per arrivare.

Anche l’esternalizzazione della stampa 3D di parti di grandi dimensioni è spesso molto costosa. A seconda del numero di parti e del volume di stampa, investire in una stampante 3D di grande formato può ripagarsi in pochi mesi.

Ad esempio, il produttore di attrezzature da sci e arrampicata Black Diamond ha introdotto una stampante SLA di grande formato LAB X2-2 per creare internamente prototipi a grandezza naturale.

“Abbiamo ridotto i nostri costi sui prototipi a grandezza naturale da $ 425 per stampa a $ 70 per stampa. Con questi risparmi, la LAB X2-2 può ripagarsi da sola in soli tre mesi”, ci ha detto il tecnico di ricerca e sviluppo Matt Tetzl.

Sfruttare la potenza della stampa 3D di grande formato

L’ultima generazione di stampanti 3D di grande formato ha reso veloce e molto più conveniente la produzione di prototipi e parti di grandi dimensioni, aprendo la porta a quasi tutte le aziende per utilizzare la stampa 3D per migliorare lo sviluppo del prodotto e la produzione.

Con la LAB X2-2 e la LAB H2/H3, le prime stampanti 3D SLA e SLS di grande formato, 3d-type mira a rivoluzionare la stampa 3D professionale. Se sei pronto a sfruttare la stampa 3D nella tua azienda, trova oggi la stampante 3D giusta per le tue esigenze.



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