Stampanti 3d a resina: cosa sono e come funzionano

Quanto costa acquistare una stampante 3d a resina entry level? Abbiamo selezionato le proposte più interessanti sul mercato ed abbiamo elencato di sotto le caratteristiche tecniche delle stampanti 3d a resina di fascia bassa. 

ANYCUBIC PHOTON ZERO

Build Volume: 97x54x150mm

Prezzo: euro 159,00

ELEGO MARS

Build Volume: 115x65x150mm

Prezzo: euro 259,00

CREALITY LD-002R

Build Volume: 119x65x160mm

Prezzo: euro 303,00

ZOTRAX INKSPIRE

Build Volume: 132x74x175mm

Prezzo: euro 2047,00

PRUSA SL1

Build Volume: 120x68x150mm

Prezzo: euro 1513,00

Quelle che comunemente vengono definite stampanti 3D a resina, rappresentano oggi il sistema di manifattura additiva più veloce sul mercato. Sebbene il sistema produttivo di queste stampanti 3d sia caratterizzato dalla sovrapposizione strato su strato di materiale fotopolimerico, le stampanti 3D a resina, professionali e low cost, presentano tecnologie molto differenti tra loro.

Stampanti 3D a resina: cosa sono e come funzionano

Le stampanti 3D a resina sono caratterizzate da una meccanica elementare persino rispetto alle stampanti 3D a filameno FDM (Fused Deposition Modeling).

A differenza degli altri sistemi di produzione additiva, la meccanica di buona parte delle stampanti 3D a resina è basata sul movimento di un solo asse (Z).

La semplicità della parte meccanica di questa tipologia di stampanti non deve però trarre in inganno. Per quanto semplici, le stampanti 3D a resina possono produrre parti con una risoluzione altamente superiore a qualsiasi altra tecnologia oggi in commercio.

Le principali tecnologie di stampanti 3 a resina, possono essere rappresentate secondo la seguente suddivisione:

• Stereolitografia SLA
• Digital Light Processing DLP
• Liquid Cristal Display LCD

Stampanti 3d a resina: vantaggi e svantaggi

I maggiori benefici nell’uso di queste tecnologie stanno nella velocità di produzione e soprattutto nella possibilità di realizzare geometrie ad altissima complessità con estrema precisione e risoluzione.

Dal punto di vista degli svantaggi nell’uso delle stampanti 3D a resina sono da citare l’impossibilità di utilizzare più materiali per la produzione della stessa parte (un solo materiale per volta all’interno della vat (vasca materiali), e la complessa operazione di rimozione dei supporti di stampa. Avendo le stesse caratteristiche meccaniche della parte realizzata, nell’eliminare i supporti si rischia di invalidare la parte stessa.

Da non sottovalutare il fatto che il cosiddetto handling dei materiali ha a che fare con materiali altamente tossici sia in termini di emissioni odorigene sia per quel che riguarda l’eventuale, e sconsigliato, contatto.

Se deciderete di utilizzare queste tecnologie dovrete di certo allestire una stazione di handling pre e post stampa.

La prima sarà utile alla pulizia della vat ed al caricamento del materiale, la seconda al lavaggio ed alle operazioni post processo in merito ai trattamenti UV, al lavaggio ed alla rimozione dei supporti di stampa.

Ma quali sono le caratteristiche delle tre principali tipologie di stampanti 3D a resina?

Stereolitografia SLA: cos’è

La stereolitografia ha segnato il punto zero delle tecnologie di manifattura additiva. Rappresenta infatti il primo sistema di stampa 3D commercializzato al mondo.

Nel 1983 Chuck Hull, oggi proprietario di 3DSystems, ha brevettato e venduto la sua SLA1 ovvero il primo stereolitografo della storia o meglio, la prima stampante 3D al mondo.

Stampante a resina SLA: come funziona

I sistemi di manifattura additiva con tecnologia SLA sono caratterizzati da una piattaforma di stampa ancorata all’asse Z che si muove dall’alto verso il basso e va ad immersione in una vasca (VAT) contenente resine fotopolimeriche.

Una sorgente luminosa (un laser UV) la cui traiettoria viene modificata attraverso un sistema a specchi e lenti, delinea strato dopo strato i vari layer.

La materia prima allo stato liquido infatti, esposta ad una sorgente luminosa, cambia il suo stato (da liquido a solido) e determina quindi layer by layer la creazione della geometria assegnata.

Le stampanti 3d a resina con tecnologia SLA possono inoltre essere configurate con soluzioni top-bottom oppure bottom top.

Nell’immagine è rappresentato un’architettura top-bottom quindi la piattaforma di stampa si sposta dall’alto verso il basso. Nelle soluzioni bottom-top invece, il sistema laser-specchio è situato nella zona bassa della stampante 3d e la vat si trova nella parte centrale superiore. Il movimento della piattaforma su questa tipologia di stampante 3d a resina, va dal basso verso l’alto.

Stampanti 3d a resina SLA: vantaggi

• Altissima risoluzione
•  Elevato volume di stampa
•  Geometrie molto complesse

SLA e stampanti 3D a resina: svantaggi

• Unico materiale di stampa
• Rimozione supporti

Stampante 3D a resina DLP: cos’è e come funziona

La tecnologia di stampa 3D DLP insieme a quella LCD è la tecnologia di stampa 3D più veloce in commercio.

Il sistema DLP è dal punto di vista meccanico molto simile a quello della stereolitografia ma si differenzia essenzialmente per ciò che concerne la natura della sorgente luminosa a cui vengono esposti i fotopolimeri.

Al posto di un raggio laser, la configurazione delle stampanti 3d a resina DLP prevede un proiettore posto nella parte inferiore del corpo macchina, che proietta la luce dal basso verso l’alto.

Digital Light Processing: come funziona

Attraverso una superficie trasparente la luce agisce su una vasca contenente i fotopolimeri all’interno della quale è posizionata la piattaforma di stampa.

Strato dopo strato, la piattaforma si muove dal basso verso l’alto fino alla realizzazione dell’intera geometria. In questo video potrai vedere in azione la stampante 3d a resina con tecnologia DLP professionale che abbiamo utilizzato per i nostri corsi certificati in Additive Manufacturing Process Manager.

Stampanti 3d a resina DLP: vantaggi

• Velocità di produzione molto elevata
• Alta risoluzione
• Geometrie molto complesse

DLP e stampanti 3D a resina: svantaggi

• Unico materiale di stampa
•  Volume di stampa ridotto
•  Rimozione supporti di stampa

Stampa 3D a resina LCD: cos’è e come funziona

La tecnologia delle stampanti 3D LCD rappresenta l’ultima evoluzione tra le stampanti 3D a resina. Essenzialmente identiche ai un sistema di stampa 3D DLP dal punto di vista meccanico, quest’ultime si differenziano per la sorgente luminosa a cui vengono esposti i fotopolimeri nella vat.

Digital Light Processing: come funziona

La sorgente luminosa delle stampanti a resina LCD è affidata ad una luce UV proiettata su uno schermo LCD attraverso il quale vengono esposti i fotopolimeri.

Strato su strato la piattaforma inizialmente a contatto con l fondo della vat, si solleva fino a determinare la realizzazione dell’intera geometria.

Stampanti 3d a resina DLP: vantaggi

• Velocità di produzione molto elevata
•  Alta risoluzione
•  Geometrie molto complesse
•  Costi ridotti

DLP e stampanti 3D a resina: svantaggi

• Unico materiale di stampa
• Volume di stampa ridotto
• Rimozione supporti di stampa