La sinterizzazione laser come tecnologia chiave nella stampa 3D
12/12/2024La stampa tridimensionale, in particolare il laser melting utilizzato da Ridix da molti anni ha trasformato il panorama della produzione additiva, specialmente nel campo medico. Questo metodo viene principalmente impiegato per realizzare componenti protesici che interagiscono direttamente con il corpo del paziente. Tuttavia, per gli altri elementi e le strutture di sostegno, si ricorre generalmente a tecniche e materiali di produzione tradizionali. La stampa 3D presenta numerosi benefici rispetto ai metodi convenzionali, in particolare nella produzione di massa di articoli personalizzati.
Stampa 3D e superamento delle problematiche
Uno dei principali vantaggi della stampa 3D è la sua capacità di affrontare molte delle difficoltà storicamente legate alla produzione di massa. Prima di tutto, non è necessaria la preparazione di attrezzature specifiche. A differenza dei metodi tradizionali, che richiedono la realizzazione di migliaia di esemplari per giustificare i costi degli stampi, la stampa 3D consente di produrre articoli unici senza ingenti costi iniziali.
Inoltre, questa tecnologia offre una libertà progettuale senza precedenti. Le stampanti 3D non richiedono tempo, energia o materiali supplementari per generare forme complesse rispetto a quelle semplici. Di conseguenza, la produzione di un’ampia gamma di progetti non implica costi di produzione aggiuntivi. Infine, le stampanti 3D da scrivania forniscono una straordinaria flessibilità, permettendo un rapido adeguamento della produzione per rispondere a un incremento della domanda.
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.
La tecnologia SLS in medicina
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, l’alta produttività e la disponibilità di vari materiali rendono la SLS ideale per applicazioni che spaziano dalla prototipazione rapida alla produzione di parti finali con geometrie intricate.
Funzionamento della stampa 3D SLS
Il processo di sinterizzazione laser selettiva si svolge in diversi passaggi:
- Preriscaldo della polvere: La polvere di base viene preriscaldata e mantenuta appena sotto il punto di fusione grazie a riscaldatori a infrarossi, riducendo al minimo l’ossidazione.
- Stampa delle parti: Un raggio laser di CO2 viene diretto sulla polvere preriscaldata, fondendo termicamente il materiale secondo il 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 sostegno. Dopo ogni passaggio, il letto di stampa viene abbassato e un nuovo strato di polvere viene distribuito.
- 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:
- Assenza di strutture di sostegno: A differenza di altri metodi di stampa, i componenti prodotti tramite SLS non necessitano di strutture di sostegno. Gli spazi vuoti vengono riempiti con polvere non utilizzata, permettendo la realizzazione di design complessi senza il fastidio delle strutture di sostegno. Ciò è particolarmente vantaggioso per la progettazione di componenti con canali interni intricati.
- Alta produttività: La SLS è una delle tecnologie di stampa 3D più veloci disponibili. I laser utilizzati possiedono una rapidità di scansione elevata, e le polveri richiedono solo un breve periodo di esposizione per fondere. Inoltre, è possibile disporre più pezzi nella camera di stampa, ottimizzando lo spazio e aumentando la produttività.
- Eccellenti proprietà meccaniche: Un ulteriore vantaggio della SLS è la forte adesione tra gli strati, che conferisce ai pezzi buone proprietà isotropiche. Questo 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.
