Stereolitografia

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La stereolitografia è una tecnica che permette di realizzare singoli oggetti tridimensionali a partire direttamente da dati digitali elaborati da un software CAD/CAM.

La sua principale applicazione è la prototipazione rapida, che permette di avere oggetti fisici da testare prima della produzione industriale oppure preparare modelli per realizzare stampi di colata o pressofusione. Può essere impiegata anche per produrre velocemente pezzi di ricambio, facendosi inviare il file attraverso internet. L'utilizzo per la produzione in serie è ipotizzabile laddove altre tecniche di produzione si rivelino difficili e costose (per esempio con macchine a controllo numerico) ed in genere per produzioni numericamente molto limitate dove il costo fisso delle attrezzature (gusci, stampi ecc) incida eccessivamente. Un'importante applicazione si ha nell'imaging medico dove, a partire da immagini tomografiche o RMN è possibile realizzare in tempi brevi modelli di protesi, parti di ossa, tumori, vasi e altre parti anatomiche su cui il chirurgo può preparare l'intervento.

Gli oggetti prodotti sono costituiti interamente da resine speciali e ciò limita la possibilità di fabbricazione di oggetti metallici o di altri materiali.

Storia[modifica | modifica sorgente]

Lo studio della modellazione di oggetti a partire da resine liquide risalgono agli anni ottanta, ma il primo brevetto è stato depositato nel 1986 dall'americano Hull. Il termine "stereolithography" fu coniato nel 1986 da Charles (Chuck) W. Hull,[1] che brevettò il suo metodo per creare oggetti solidi da strati successivi solidificati di resina sensibile alla luce ultravioletta. Il brevetto di Hull descrive un fascio di luce ultravioletta concentrata focalizzata su una superficie di una vasca piena di fotopolimero liquido. Nel 1986, Hull fonda l'azienda 3D Systems,[2][3][4] con sede a Rock Hill.[5] La prima macchina per stereolitografia laser è stata messa in commercio nel 1987 dalla azienda 3D Systems con il nome di SLA1. In seguito diverse altre aziende sono entrate nel settore e le tecnologie si sono continuamente evolute.

Attualmente le macchine sono molto costose, dalle decine alle centinaia di migliaia di euro e la definizione nella riproduzione è di circa 0,1 mm sugli assi orizzontali e leggermente maggiore nell'asse verticale.

Diverse tecnologie sono state sviluppate. Alcuni sistemi più precisi ma costosi, sono indicati per realizzare prototipi destinati a prove complesse di funzionamento, altri più economici sono adatti per realizzare modelli approssimativi per una prima verifica concettuale.

Stereolitografia laser[modifica | modifica sorgente]

Una vasca contiene una speciale resina liquida in grado di polimerizzare se esposta alla luce (fotopolimerizzazione). Appena al di sotto del livello del fluido è presente una piastra forata. Un raggio laser viene proiettato da un sistema di specchi in modo da scandire la superficie del liquido e nel contempo modulato in modo da ricostruire una immagine raster della prima sezione dell'oggetto da costruire.

Terminata la prima scansione la piastra si abbassa leggermente e una successiva scansione laser genera una seconda sezione. Il processo si ripete fino a completare l'oggetto.

Se nell'oggetto sono presenti parti non vincolate alla base e che potrebbero cadere mentre vengono create, è necessario prevedere delle colonne di sostegno provvisorie che verranno poi rimosse manualmente.

Al termine della creazione l'oggetto viene estratto dalla resina liquida e posto in un forno a luce ultravioletta per completare la polimerizzazione. Successivamente è possibile rifinire ed anche verniciare la superficie.

Stereolitografia per deposizione o stampa tridimensionale[modifica | modifica sorgente]

Un ugello estrude una piccola quantità di materiale termoplastico fuso mentre scandisce la superficie di una lastra in modo simile a come avviene durante una stampa a getto d'inchiostro. Al termine della deposizione dello strato, una lama passa sulla superficie in modo da regolarizzare e uniformare il piano. La lastra si abbassa e una nuova scansione crea il successivo livello.

Questa tecnica utilizza macchine e materie prime meno costose rispetto alla tecnica laser ma offre una definizione minore.

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ U.S. Patent 4,575,330 (“Apparatus for Production of Three-Dimensional Objects by Stereolithography”)
  2. ^ 3D Systems Inc Company Info
  3. ^ Stereolithography
  4. ^ What is Stereolithography?
  5. ^ B. Asberg, G. Blanco, P. Bose, J. Garcia-Lopez, M. Overmars, G. Toussaint, G. Wilfong and B. Zhu, "Feasibility of design in stereolithography," Algorithmica, Special Issue on Computational Geometry in Manufacturing, Vol. 19, No. 1/2, Sept/Oct, 1997, pp. 61–83.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]