Velocità di stampa, ecco le stampanti 3D da Need for Speed

Queste 10 stampanti 3D sono dei fulmini per velocità di stampa

Creare una lista delle stampanti più veloci al mondo non è un compito facile. Parametri come la dimensione e la risoluzione possono essere comparati abbastanza facilmente, anche tra tecnologie molto diverse. La velocità di stampa dipende, invece, da molti fattori, inclusi le proprietà dei materiali coinvolti e il tipo del processo di stampa 3D implementato. Per esempio la velocità di un sistema a sinterizzazione laser dipende anche dal numero di oggetti presenti nella camera di stampa: più sono gli oggetti, maggiore risulta essere la velocità di stampa per singolo oggetto).

Prima di tutto dobbiamo considerare che la “velocità”, in una stampante 3D, è una qualità importante solo sotto certi aspetti, che riguardano soprattutto la produzione di parti e oggetti finali. Quando si parla di prototipazione, che è attualmente l’uso principale della stampa 3D, la velocità è irrilevante poiché anche la stampante 3D più lenta è molto più veloce e a prezzi più accessibili di qualunque altro metodo di prototipazione.

La velocità è importante per le stampanti 3D desktop (soprattutto i sistemi di fabbricazione a filamento) visto che si indirizzano ai bisogni del mercato dei consumatori dove l’alternativa è ordinare l’’oggetto su amazon o andarlo a comprare in negozio. La velocità è importante anche per il settore industriale di alto livello, visto che i grandi produttori cominciano a considerare l’uso della stampa 3D per la produzione in serie delle parti in metallo.

La velocità, ora, sta cominciando a diventare un fattore per le stampe 3D di grande formato, un’evoluzione del settore della stampa digitale di grande formato per il visual marketing e il merchandising. Abbiamo raccolto qui una lista delle stampanti 3D attualmente (o fra poco disponibili) sul mercato in parecchie diverse categorie. Un modo per confrontare diverse tecnologie è dato dai tassi di deposizione del materiale, che, comunque, non sempre sono resi pubblici.

Questo è quello che abbiamo scoperto

Azienda: Cincinnati Incorporated

Modello: BAAM

Tecnologia: BAAM (Big Area Additive Manufacturing)

Uso: Manifattura industriale

Velocità di stampa: 38 lbs (ca 18 Kg) di materiale all’ora

La BAAM (manifattura additiva su grande area) è una stampante 3D di dimensioni industriali che utilizza i sistem industriali di Cincinnati Incorporated (tra cui le piattaforme laser, i sistemi di movimento e di controllo) per estrudere diversi tipi di plastica in una piattaforma enormi dimensioni. La BAAM è stata progettata per consentire di implementare la stampa 3D nella produzione finale. Le grandi dimensioni e la velocità consentono di realizzare parti di grandi dimensioni con la possibilità di utilizzare materiali termoplastici comuni a costi ragionevoli. Il sistema offre anche un’architettura aperta per i fornitori di materiali, il che significa costi sono tenuti bassi.

La BAAM è stata utilizzata per produrre la prima vettura stampata (quasi) completamente in 3D, la Strati, insieme con Local Motors. Con una velocità di deposizione di fino a 38 libbre di materiale all’ora, è forse la macchina più veloce attualmente sul mercato.

Azienda: Massivit

Modello: Massivit 1800

Tecnologia: GDP (Gel Deposition 3D Printing) 

Uso: Visual Marketing

Velocità di stampa: 1000 mm/s X 2 (con strati fino a 1000 micron)

L’azienda israeliana Massivit, i cui fondatori arrivano da esperienze precedenti nella stampa 2D di grande formato, ha creato una nuova tecnologia di stampa 3D chiamata Gel Deposition (3D) Printing. Questo sistema lavora estrudendo un gel fotopolimero che è immediatamente lavorato da una sorgente UV sulla testina di stampa. A causa del suo processo a freddo che può depositare strati spessi fino a 1000 micron, la grande Massivit 1800 è probabilmente la macchina più veloce attualmente sul mercato, in grado di raggiungere velocità fino a 1000 mm/s su due testine di stampa che lavorano allo stesso tempo, il che porta a una velocità finale pari a 2000 mm/s.

2

Azienda: HP

Modello: Sconosciuto

Tecnologia: MJF (MultiJet Fusion)

Uso: Visual Marketing, prodotti finali 

Velocità di stampa: Fino a 10 volte più veloce rispetto all’SLS (fino a 30 cm l’ora sull’asse Z)

HP ha annunciato la sua stampante alla fine del 2014. La sua nuova “tecnologia a getto d’inchiostro termica”, conosciuta anche come MultiJet Fusion, punt a cambiare radicalmente la stampa 3D, permettendo la produzione di parti a colori, multi-materiale e altamente resistenti allo stress, a costi più bassi e velocità fino a 10 volte rispetto alle attuali macchine SLS (che, generalmente, è di circa 3 cm l’ora sull’asse Z). In tutte le tecnologie a base di polvere, il tasso di stampa per parte dipende dal numero delle parti stampate ma, comunque, a parità di condizioni, la macchina di HP – che dovrebbe debuttare quest’anno – sarà di gran lunga più veloce di qualunque altra presente oggi sul mercato.

Azienda: Università di Sheffield

Modello: Sconosciuto

Tecnologia: HSS (High Speed Sintering)

Uso: Prodotti finali, componenti industriali seriali

Velocità di stampa: 10-100 volte più veloce della SLS (da 30 a 300 cm l’ora su asse Z)

La velocità complessiva nelle tecnologie di stampa 3D a letto di polvere dipende dal numero delle parti stampate. La tecnologia HSS (sinterizzazione ad alta velocità) sviluppata dal Professor Neil Hopkinson porta questo concetto a un livello successivo usando la radiazione di calore (infrarossi) per sinterizzare più parti allo stesso tempo. Mentre il laser ha bisogno di “disegnare” le fette dell’oggetto una a una, HSS può semplicemente sinterizzare tutti gli oggetti all’interno della camera di stampa allo stesso tempo, usando il calore. Questo implica che, mentre il processo reale di sinterizzazione della polvere con il calore è più lento rispetto al laser, il risultato finale è decisamente più veloce (e anche più qualitativo)

4

Azienda: Carbon3D

Modello: Sconosciuto

Tecnologia: CLIP

Uso: Prodotti finali, prototipi

Velocità di stampa: 25 volte più veloce rispetto alle attuali tecnologie SLA/DLP 

Tra le promesse future della stampa 3D, la tecnologia CLIP di Carbon3D è la più grande e probabilmente la più difficile da mantenere. Questa tecnologia promette di impiegare solo 6.6 minuti per stampare 3D un oggetto che impiegherebbe oltre 3 ore con i processi standard basati su resina come SLA e DLP. Il modo con cui intende fare questo è quello di applicare una membrana di ossigeno per stabilizzare la resina liquida in modo che, invece di stampare strati spessi ognuno 50-100 micron uno alla volta, proiettando una foto fissa, come fa la DLP, stampa l’oggetto in modo continuativo, come se fosse un “film”. Ci sono ancora molti limiti a questa tecnologia ma Google e Autodesk hanno investito in modo significativo per aiutare il team di Carbon3D a superarli.

Azienda: EOS

Modello: EOSINTP760

Tecnologia: SLS (Sinterizzazione laser selettiva)

Uso: prodotti finali, prototipi funzionali

Velocità di stampa: 3.2 cm l’ora sull’asse Z

Quando parliamo di SLS come standard di comparazione intendiamo usualmente la tecnologia SLS di EOS e, in modo specifico, la sua stampante 3D a plastica più grande: la EOSINT760. Questa macchina può stampare 3D con  velocità laser fino a 6 m/s, con un volume di produzione completo di 700 centimetri cubi l’ora. Questo significa circa 3,2 cm l’ora sull’asse Z.

Azienda: 3D Systems

Modello: Projet 660Pro

Tecnologia: CJP (Color Jet Printing)

Uso: modelli architettonici e oggetti decorativi

Velocità di stampa: 2.8 cm l’ora su l’asse Z

La stampante 3D a colori a letto di polvere più veloce sul mercato (2.8 cm l’ora sull’asse Z) non usa iI laser ma una colla per legare assieme le particelle di polvere minerale in un processo chiamato generalmente binder jetting. La Projet 660 di 3D Systems è in realtà basata su una tecnologia vecchia di un decennio, implementata in precedenza da un’azienda chiamata Zcorp (acquisita da 3D Systems nel 2012). La Projet 660 applica il colore allo strato esterno per creare prodotti che, comunque, sono estremamente rigidi e fragili.

Azienda: WASP

Modello: DeltaWASP 2040 Turbo

Tecnologia: Delta FFF (Fused Filament Fabrication)

Velocità di stampa: 1000 mm/s con strati fino a 200 micron

La DeltaWASP Turbo potrebbe essere la stampante 3D desktop FFF più veloce già disponibile in commercio. Attraverso gli aggiornamenti del firmware e grazie al suo particolare motore di estrusione “appeso” che riduce di molto le vibrazioni, la DeltaWASP è in teoria in grado di raggiungere velocità di stampa fino a 1000 mm/s, che è fino a cinque volte più veloce delle stampanti 3D più veloci comunemente disponibili. L’azienda rumena Symme3D ha raggiunto risultati simili con la sua stampante 3D delta che però è ancora in fase di sviluppo.

Azienda: BigRep

Modello: BigRepOne.2

Tecnologia: FFF cartesiano

Velocità di stampa: 150 mm/s con strati fino a 1000 micron

Un altro modo per stampare velocemente, più che far muovere l’estrusore più velocemente, è quello di stampare strati più grandi. Certamente questo approccio lavora meglio su oggetti di dimensioni grandi dove la risoluzione dello strato è relativa. Per esempio la BigRepOne (la più conosciuta tra le stampanti 3D di grande formato) stampa strati che sono spessi fino a 1000 micron quando produce oggetti a grandezza reale come sedie. Questo la rende in grado di stampare a una velocità equivalente a oltre 750+ mm/s rispetto agli strati da 200 micron.

Azienda: Dynamo3D

Modello: D3D.EVO

Tecnologia: FFF

Velocità di stampa: 450 mm/s with 200 micron layers

Dynamo3D ha usato una particolare scheda PCB che permette alle sue stampanti 3D di raggiungere alcune delle velocità migliori tra tutte le stampanti 3D desktop senza sacrificare in modo eccessivo la superficie e la qualità di finitura. Il top della linea la D3D .EVO può stampare fino a 450 mm/s (con velocità di movimento di 700 mm/s). Guardarla lavorare è impressionante.

Azienda: Aerosud

Modello: Sconosciuto

Tecnologia: Sinterizzazione laser selettiva  (SLM)

Velocità di stampa: Fino a 10 volte più veloce di qualunque altra macchina a metallo equivalente presente sul mercato

La stampa 3D a metallo è un processo lento. Questo perché non solo dovete scaldare e poi raffreddare rapidamente la polvere metallica strato dopo strato e particella dopo particella, ma anche perché dovete affrontare parecchie condizioni di pericolo, incluso il rischio di esplosione della polvere metallica. Alcune delle stampanti 3D a fusione di metallo laser più veloci possono produrre parti a un tasso di circa 80 centimetri cubi l’ora, con la tecnologia EBM è possibile raggiungere risultati ancora più veloci, permettendo parti impilate. La nuova stampante 3D attualmente in sviluppo presso Aerosol in Sudafrica, prevista per quest’anno, promette velocità fino a 10 volte migliori di qualunque SLM per parti fino a 40 volte più rgandi della maggior parte delle macchine standard.