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 al volo 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. Una 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.
Lo studio della modellazione di oggetti a partire da resine liquide risalgono agli anni '80, ma il primo brevetto è stato depositato nel 1986 dall'americano Hull. La prima macchina per stereolitografia laser è stata messa in commercio nel 1987 dalla azienda statunitense 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 modelliapprossimativi per una prima verifica concettuale.
[modifica] Stereolitografia laser
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.
[modifica] Stereolitografia per deposizione o stampa tridimensionale
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.
