PER UNA GAIA SCIENZA

8 – Stampa con Polveri (SLS, Binder Jetting, MJF) Questa famiglia di tecnologie rappresenta un vero salto qualitativo rispetto alle tecniche a filamento o resina. Il motivo? Non servono supporti → la polvere stessa funge da sostegno . Si possono ottenere geometrie complesse (canali interni, reticoli, parti mobili). Le proprietà meccaniche sono eccellenti, spesso superiori alle FDM. a) SLS – Sinterizzazione Laser Selettiva Materiali Polimeri: PA11, PA12 (nylon), TPU (elastomeri), compositi caricati con fibre di vetro o carbonio . Processo Uno strato sottile di polvere (tipicamente 0,1 mm) viene steso sul piano. Un laser CO₂ fonde selettivamente le particelle secondo la sezione CAD. Nuovo strato → ripetizione fino al completamento del pezzo. Rimozione del pezzo dal letto di polvere, sabbiatura o lucidatura. Principio energetico Per la fusione serve energia: E = P ⋅ t E = P \cdot t dove: P P = potenza laser (W), t t = tempo di esposizion...

7 – Progettazione Avanzata e Ottimizzazione Obiettivi operativi Saper ottimizzare un modello 3D per ridurre peso mantenendo la resistenza meccanica. Introdurre tecniche di multi-materiale e strutture lattice . Imparare a progettare supporti avanzati che facilitino la stampa e riducano scarti. Realizzare un oggetto funzionale e leggero (es. staffa, drone arm, custodia). 1) Ottimizzazione per resistenza e peso 1.1 Resistenza dei materiali Per un pezzo sottoposto a sforzi meccanici, la resistenza dipende da: σ = F A \sigma = \frac{F}{A} dove: σ \sigma = tensione (MPa), F F = forza applicata (N), A A = area della sezione (mm²). 👉 Obiettivo: mantenere σ < σ a m m \sigma < \sigma_{amm} (resistenza ammissibile del materiale). 1.2 Fattore di sicurezza n = σ r o t t u r a σ l a v o r o n = \frac{\sigma_{rottura}}{\sigma_{lavoro}} Valore tipico: n ≈ 2 − 3 n \approx 2-3 . 1.3 Alleggerimento Hollowing : svuotare il modello mantenendo guscio da 2–...

6 – Stampa 3D con Resina (SLA/DLP) Obiettivi operativi Comprendere i principi della fotopolimerizzazione (SLA laser vs DLP/LCD). Preparare correttamente i modelli con supporti adatti alle geometrie delicate. Eseguire in sicurezza il post-processing : lavaggio, rimozione supporti, curing UV. Stampare un oggetto di piccole dimensioni con dettagli fini (miniatura, gioiello, ingranaggio). 1) Principi di fotopolimerizzazione 1.1 Tecnologie principali SLA (stereolitografia a laser) → laser UV che “disegna” il layer. DLP (Digital Light Processing) → proiettore che solidifica un intero layer. MSLA (LCD masking) → schermo LCD che maschera la luce UV, più comune nelle stampanti consumer. 1.2 Reazione chimica Le resine sono monomeri + fotoiniziatori. Con luce UV (≈ 405 nm) → attivazione radicalica → reticolazione polimerica. Equazione semplificata: Monomero + h ν       → fotoiniziatore       Polimero reticolato \text{Monomero} + h\nu \;\;\xrightarrow{\tex...

5 – Stampa 3D con FDM Obiettivi operativi Accendere, mettere in sicurezza e calibrare una FDM (piano, Z-offset, passi/mm, flusso). Scegliere correttamente adesione al piano e supporti , capendone pro/contro. Diagnosticare e correggere warping , stringing , under/over-extrusion , ghosting . Stampare un pezzo test e valutarne la qualità con criteri misurabili. 1) Anatomia rapida della FDM Estrusore (direct o Bowden), hotend (PTFE-lined vs all-metal), nozzle (0.2–0.8 mm). Assi X/Y/Z (cinghie GT2 e pulegge; viti trapezoidali su Z). Piano riscaldato (PEI liscio/testurizzato, vetro, BuildTak, adesivi). Elettronica (driver stepper, alimentatore, sensori finecorsa, firmware Marlin/Klipper). Formule base di cinematica dei passi X/Y (cinghia) : steps/mm = N mot ⋅ μ p cinghia ⋅ Z puleggia \text{steps/mm} = \frac{N_\text{mot} \cdot \mu}{p_\text{cinghia} \cdot Z_\text{puleggia}} con N mot = 200 N_\text{mot}=200 passi/giro (1.8°), μ \mu =microstep (es. 1...

4 – Slicing e Preparazione della Stampa 1. Cos’è uno slicer Uno slicer è un software che trasforma un modello 3D (STL/OBJ) in istruzioni leggibili dalla stampante 3D, ossia il G-code , che indica: Percorso dell’estrusore (movimenti X/Y/Z) Velocità di estrusione Temperatura estrusore e piano Quantità di materiale per ogni layer Software più diffusi Software Caratteristiche principali Livello Cura (Ultimaker) Interfaccia user-friendly, molte impostazioni avanzate Principiante → Avanzato PrusaSlicer Ottimizzato per stampanti Prusa, supporto generazione supporti avanzati Intermedio Simplify3D Controllo completo del percorso, multi-processo Avanzato 2. Parametri di stampa principali 2.1 Altezza layer (Layer Height) Indica lo spessore di ogni strato stampato. Effetto: layer sottili → maggiore dettaglio ma tempi più lunghi; layer spessi → stampa più veloce ma dettaglio ridotto. Formula tempo stampa approssimativo: t = V A ⋅ v t = \fr...

3 – Modelling 3D – Software 1. Introduzione ai software CAD Il CAD (Computer-Aided Design) è il software che permette di progettare oggetti in 3D partendo da forme geometriche fondamentali fino a modelli complessi. Principali software introdotti: Software Livello Caratteristiche principali Applicazioni Tinkercad Principiante Interfaccia semplice, basata su forme geometriche, drag & drop Modellazione base, educazione, prototipi veloci Fusion 360 Intermedio/Avanzato Modellazione parametrica e solida, strumenti CAM integrati Ingegneria, prototipi funzionali, progettazione meccanica Blender Intermedio/Avanzato Modellazione mesh, sculpting, rendering Design artistico, animazioni, oggetti complessi e organic shape 2. Creazione di oggetti semplici Il processo base per creare un modello 3D segue questi passaggi: Scelta dell’unità di misura: mm o cm, fondamentale per la stampa 3D. Creazione delle forme base: cubo, cilindro, cono, sfera. Operaz...