Supporto

Concettualmente, la stampa senza supporto presenta numerosi vantaggi, motivo per cui continua a essere un’aspirazione nel settore. Non solo significherebbe che viene utilizzato e sprecato meno materiale dopo il fatto, ma avrebbe anche altri vantaggi in termini di produttività e finanziari. La grande domanda è se sia fisicamente possibile stampare in 3D completamente senza supporto?

Nella produzione additiva (AM), i supporti vengono comunemente utilizzati nel processo di costruzione per rinforzare e mantenere la struttura della parte creata. Ciò è necessario per vari motivi, a seconda delle dimensioni e della forma del pezzo da costruire. La costruzione senza supporto, d’altra parte, si riferisce allo sviluppo di modi per produrre parti stampate in 3D completamente indipendenti da qualsiasi struttura di supporto.

Quando utilizzati, i supporti sono posizionati strategicamente per prevenire la deformazione dovuta a stress termici, favorire il trasferimento di calore lontano dal materiale fuso e proteggere la parte formata dalla lama del dispositivo di rivestimento, che potrebbe causare alterazioni alla forma della parte in caso di urti. Possono anche fornire ulteriore rigidità alla parte durante il processo di costruzione, ad esempio fissandola alla piastra di costruzione per mantenerla stabile.

La stampa senza supporto eliminerebbe i supporti, consentendo di costruire una parte completamente indipendente e pronta per l’uso non appena la stampa è completata.

I supporti funzionano essenzialmente come piccole piattaforme di costruzione rialzate sotto la parte da realizzare. Questi forniscono una struttura aggiuntiva alla build. In alcune circostanze, senza il giusto supporto, una parte non riuscirà a formarsi completamente. Questo è più comune con le sezioni sporgenti di una parte o quando una parte necessita di un foro che la attraversi completamente; uno di questi scenari progredirà solo fino a un certo punto prima che non siano in grado di ancorarsi durante il processo di creazione. L'utilizzo dei supporti consente di produrre parti con una base stretta o spazi vuoti.

Come regola generale, i supporti tendono a essere necessari per qualsiasi aspetto di una costruzione che si estende sotto i 45° dalla piattaforma di costruzione; ciò significa che qualsiasi parte che si solleva ad un angolo acuto potrebbe aver bisogno di supporti presi in considerazione nella costruzione.

Sebbene la costruzione dei supporti durante il processo AM sia vantaggiosa per la creazione di parti più complesse ed elaborate, presenta anche diversi inconvenienti. Questi sono principalmente in relazione ai tempi di stampa, ai materiali e alla post-elaborazione.

Tempi di stampa —Ciascuno dei supporti deve essere stampato progressivamente con ogni strato della costruzione, nello stesso modo in cui la parte stessa viene creata strato dopo strato. Ciò si traduce in tempi di stampa più lunghi che riducono l’efficienza e utilizzano più energia, incidendo sul costo delle costruzioni in più di un modo.

Consumo di materiale —Poiché i supporti sono costruiti allo stesso modo del resto della parte, per crearli è necessario utilizzare materiali superflui. I supporti vengono rimossi dal prodotto finale in fase di post-elaborazione e smaltiti come materiale di scarto, con ripercussioni su tempi e costi.

Post produzione —La maggior parte delle parti stampate in 3D passa attraverso una post-elaborazione, che può consistere in diverse fasi a seconda di ciò che è necessario per rifinire la parte e renderla adatta all'uso. Ciò può includere la lavorazione meccanica e il trattamento superficiale per migliorare la precisione della parte e ridurre la ruvidità superficiale, nonché il trattamento termico per migliorare le proprietà meccaniche, nonché l'eliminazione delle sollecitazioni termiche sostenute durante il processo di costruzione. Spesso è necessaria una fase di pulizia finale per rimuovere eventuali polveri estranee.

Costruire con più supporti più grandi richiede un processo di finitura più lungo e intenso. Questo processo dispendioso in termini di tempo non è solo impegnativo manualmente, ma comporta anche un costo aggiuntivo. Il tempo di manodopera specializzato e gli strumenti necessari si aggiungono ai profitti della fabbricazione del prodotto.

Ci sono anche casi in cui alcuni supporti sono inaccessibili e quindi non possono essere rimossi. Anche se questi potrebbero non impedire il funzionamento della parte, aggiungeranno peso e potrebbero influire sulle prestazioni complessive della parte. Nel caso dell’ingegneria di precisione, la possibilità di stampare senza tali supporti potrebbe avere notevoli vantaggi per l’uso futuro della parte.