Nel mondo della produzione additiva, ogni decisione di progettazione e configurazione ha un impatto diretto sul risultato finale del pezzo.
Tra i fattori critici, l’orientamento dei pezzi nel processo di stampa 3D è uno dei più importanti determinanti della qualità della superficie e delle proprietà meccaniche del prodotto. Comprenderne le implicazioni è essenziale per ingegneri, progettisti e tecnici che desiderano ottimizzare i risultati.
In questo articolo esploriamo come l’orientamento di un pezzo durante la stampa 3D possa influenzare aspetti chiave come la qualità della superficie, la resistenza strutturale, l’uso del materiale e i tempi di produzione. Attraverso approfondimenti tecnici e applicativi, mettiamo in luce i criteri principali per prendere decisioni corrette nei processi di produzione additiva.
Cosa significa orientare una parte nella stampa 3D?
L’orientamento di una parte nella stampa 3D implica la definizione del suo posizionamento sul letto di stampa. A seconda della tecnologia utilizzata (FDM, SLA, SLS, ecc.), questo orientamento influisce direttamente su quanto segue:
- La necessità di supporti
- Tempo di stampa
- La direzione degli strati
- La qualità dei dettagli e delle finiture
- La resistenza meccanica del pezzo
Le superfici rivolte verso l’alto o lateralmente tendono a mostrare finiture migliori rispetto a quelle rivolte verso il basso, soprattutto in tecnologie come FDM o SLA. Gli strati orizzontali si formano in modo più uniforme, mentre le aree a sbalzo o inclinate richiedono supporti che possono lasciare segni dopo la rimozione.
Una tecnica per migliorare la qualità della superficie consiste nell’inclinare le superfici piane del pezzo con un angolo di 10-15 gradi, per ridurre al minimo i segni visibili e le linee di rivestimento.
Pertanto, per le parti esteticamente visibili, si consiglia di orientare la superficie principale verso l’alto o in verticale se si desidera una finitura pulita e omogenea.
Proprietà meccaniche nella stampa 3D
Nella stampa 3D, la direzione degli strati influenza la resistenza strutturale. Le parti sono generalmente più resistenti sul piano degli strati (XY) e più deboli sull’asse verticale (Z), dove gli strati possono essere staccati con meno sforzo.
Per ottimizzare la resistenza meccanica delle parti stampate in 3D, è consigliabile allineare l’orientamento della parte alle forze che agiranno su di essa nell’uso reale, sfruttando appieno la direzione degli strati.
Pertanto, se un pezzo deve essere sottoposto a sollecitazioni o carichi, è importante allineare l’orientamento in modo che le forze siano distribuite lungo gli strati, non tra di essi.
Uso dei supporti e consumo di materiali nelle stampanti 3D industriali
Un orientamento non corretto può aumentare significativamente l’utilizzo dei supporti, aumentando i tempi di stampa, lo spreco di supporti e la possibilità di difetti al momento della rimozione.
Per ridurre il numero di supporti, è consigliabile orientare i pezzi in modo che le superfici che li richiedono siano alla base e che le sporgenze superiori a 45° siano ridotte al minimo, per una stampa più pulita ed efficiente.
L’ottimizzazione dell’orientamento può ridurre il numero di strutture di supporto necessarie, soprattutto nella stampa FDM, dove gli sbalzi superiori a 45° tendono a cedere se non supportati.
Tempi di produzione ed efficienza nella prototipazione rapida
Il tempo di stampa è influenzato anche dall’orientamento. Le parti stampate “in posizione distesa” tendono a richiedere meno strati rispetto a quelle stampate in verticale, il che accelera il processo.
Una buona pratica per ridurre i tempi di produzione è quella di ridurre l’altezza complessiva del pezzo sull’asse Z, riducendo così il numero di strati e quindi il tempo di stampa.
Nella prototipazione rapida, dove il tempo è fondamentale, una guida efficiente può fare la differenza tra rispettare o meno una scadenza.
In breve, possiamo dire che l’orientamento della parte stampata in 3D non è un dettaglio secondario: ha un impatto sulla resistenza, sull’estetica, sui costi e sui tempi di produzione. La scelta dell’orientamento migliore richiede un bilanciamento di tutti questi fattori in base all’uso previsto del pezzo.
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