Vantaggi della sinterizzazione laser nella stampa 3D

La stampa 3D, e in particolare la sinterizzazione laser selettiva (SLS), ha rivoluzionato il panorama della produzione additiva, specialmente nel settore medico

Da anni Ridix mostra come il laser melting possa essere utilizzato per creare componenti protesici che interagiscono direttamente con il corpo del paziente. Tuttavia, per gli altri elementi e strutture di supporto, vengono solitamente impiegate tecniche e materiali di produzione tradizionali. La stampa 3D offre numerosi vantaggi rispetto ai metodi convenzionali, specialmente nella produzione di massa di prodotti su misura.

La stampa 3 e la libertà progettuale infinita 

Uno dei principali benefici della stampa 3D è la sua capacità di superare molte delle difficoltà storicamente associate alla produzione di massa. Innanzitutto, non è necessaria la preparazione di attrezzature specifiche. A differenza dei metodi tradizionali che richiedono la produzione di migliaia di esemplari per giustificare il costo degli stampi, la stampa 3D consente di realizzare prodotti unici senza costi iniziali elevati.

Inoltre, questa tecnologia permette una libertà progettuale senza precedenti. Le stampanti 3D non richiedono tempo, energia o materiali aggiuntivi per produrre forme complesse rispetto a quelle semplici. Pertanto, la produzione di una vasta gamma di progetti non implica costi di produzione supplementari. Infine, le stampanti 3D desktop offrono una flessibilità straordinaria, consentendo un rapido adeguamento della produzione per rispondere a un aumento della domanda.

La tecnologia SLS della stampa 3D

La sinterizzazione laser selettiva è una delle tecnologie di produzione additiva più promettenti. Essa appartiene alla categoria della fusione a letto in polvere (PBF), e utilizza un laser ad alta potenza per sinterizzare piccole particelle di polvere polimerica, generando un prodotto basato su un modello CAD 3D. L’elevata risoluzione e l’alta produttività, insieme alla disponibilità di vari materiali, rendono la SLS ideale per applicazioni che spaziano dalla prototipazione rapida alla produzione di parti finali con geometrie complesse.

Funzionamento della stampa 3D SLS

Il processo di sinterizzazione laser selettiva avviene in diversi passaggi, portiamo un esempio esemplificativo delle infinte possibilità della stampa 3D:

1. Preriscaldo della polvere: La polvere di base viene preriscaldata e mantenuta appena sotto il punto di fusione tramite riscaldatori a infrarossi, minimizzando l’ossidazione.
2. Stampa delle parti: Un raggio laser di CO2 viene diretto sulla polvere preriscaldata, fondendo termicamente il materiale in base al disegno CAD. Ogni strato ha uno spessore di circa 0,1 mm, e la polvere circostante supporta gli strati successivi, eliminando la necessità di strutture di supporto. Dopo ogni passaggio, il letto di stampa viene abbassato e un nuovo strato di polvere viene distribuito.
3. Raffreddamento e post-elaborazione: Una volta completata la stampa, le parti vengono rimosse dal letto di polvere e la polvere residua è eliminata. Se necessario, sono effettuate ulteriori operazioni di finitura, come tintura e sabbiatura.

Vantaggi distintivi della SLS

La sinterizzazione laser selettiva offre diversi vantaggi rispetto ad altre tecnologie di stampa 3D:

A differenza di altri processi di stampa, le parti prodotte tramite SLS non necessitano di strutture di supporto. Gli spazi vuoti sono riempiti con polvere non utilizzata, consentendo la realizzazione di design complessi senza il fastidio delle strutture di supporto. Ciò è particolarmente vantaggioso per la progettazione di componenti con canali interni intricati.

La SLS è una delle tecnologie di stampa 3D più veloci. I laser utilizzati hanno una velocità di scansione rapida e le polveri necessitano solo di un breve tempo di esposizione per fondere. Inoltre, è possibile disporre più pezzi nella camera di stampa, ottimizzando lo spazio e aumentando la produttività.

Un ulteriore vantaggio della SLS è la forte adesione tra gli strati, che conferisce ai pezzi buone proprietà isotropiche. Ciò significa che la resistenza alla trazione, la durezza e l’allungamento a rottura sono quasi uniformi lungo tutti gli assi, garantendo prodotti finali di alta qualità.

Con queste proprietà meccaniche sorprendenti la sinterizzazione laser selettiva rappresenta un avanzamento significativo nella stampa 3D e nella produzione additiva, offrendo soluzioni innovative per il settore medicale e non solo. Con i suoi vantaggi distintivi, questa tecnologia è destinata a plasmare il futuro della produzione personalizzata. Potrai trovare informazioni dettagliate sull’implementazione e sull’importanza della stampa 3D nel settore medico da fonti autorevoli e istituzionali come il Quotidiano della Salute.