CLASSIFICAZIONE DELLE TECNICHE

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1 CLASSIFICAZIONE DELLE TECNICHE Tecniche FA Polvere Liquido Solido 1 Componente 1 Componente + legante Selective Laser Sintering 3 Dimensional Printing Incollaggio Laminate Object Man. Estrusione Fused Deposition Modelling Stampa a getto Fotopolimerizzazione Multi Jet Modelling Drop on Demand LampadaU.V. Polyjet Laser Stereolitografia

2 STEREOLITOGRAFIA Produttori: 3D Systems (USA) Meiko (Giappone) Autostrade (Giappone) Materiali: fotopolimeri epossidici, acrilici e vinilici

3 STEREOLITOGRAFIA Specchio Laser Elevatore Fotopolimero Strato polimerizzato Prototipo Supporto

4 STEREOLITOGRAFIA Ambiente - temperatura - umidità - vibrazioni Materiale - proprità meccaniche - proprietà fisiche - proprietà chimiche Geometria - dimensioni - massivo/cavo - finitura Qualità del pezzo Macchina - potenza laser - spot laser - elevatore - ricoprimento Prepar. dati - orientamento - slicing - gener. supporti - Post- Processo - pulizia - post-trattamento - finitura Processo - spessore strato - velocità scansione - strategia scansione - hatch - compensazione Variabili che influenzano la qualità del pezzo

5 lama STEREOLITOGRAFIA Abbassamento elevatore Attesa e sollevamento Livellamento forzato Posizionamento Livellamento naturale Ciclo completato Sequenza di operazioni per garantire un corretto ricoprimento e livellamento

6 STEREOLITOGRAFIA Pezzo Piattaforma Tipologia della struttura dei supporti

7 STEREOLITOGRAFIA Monomero liquido Elevatore a Linea del pelo liquido b c Formazione della Curl distorsion; A) primo strato polimerizzato, B) secondo strato, C) dopo molti strati

8 STEREOLITOGRAFIA Benchmark proposto dalla 3D System per la valutazione della Curl distorsion L assenza dei supporti determina la Curl distorsion

9 STEREOLITOGRAFIA Perimetro esterno Riempimento Perimetro interno Strategia di riempimento (hatch) per ridurre la distorsione

10 STEREOLITOGRAFIA hs Strato N Strato N-1 gap overlap resina liquida Strategia adottata per l adesione degli strati

11 STEREOLITOGRAFIA hs hs a bordo g d hs Strato N Strato N-1 gap overlap Y resina liquida d: spostamento asse scansione c X c: distanza dal bordo (0.2 mm) hs: distanza tra due passate g:gap tra due passate a b Riempimento STARWEAVE ; a) costruzione delle linee di riempimento, b) adesione tra due strati adiacenti

12 STEREOLITOGRAFIA: 3D SYSTEMS VIPER si 2 SLA 3500

13 STEREOLITOGRAFIA: 3D SYSTEMS SLA 5000 SLA 7000

14 STEREOLITOGRAFIA: 3D SYSTEMS Machine Viper si² SLA 3500 SLA 5000 SLA 7000 Build volume High Resolution Window 250 x 250 x 250 mm³ 125 x 125 x 250 mm³ 350 x 350 x 400 mm³ 508 x 508 x 584 mm³ 508 x 508 x 600 mm³ Minimum layer thickness 0.05 mm 0.05 mm 0.05 mm mm Beam diameter High Resolution mm Beam diameter Stand. Resolution 0.25 mm mm mm mm mm Laser Type Solid State Solid State Solid State Solid State

15 STEREOLITOGRAFIA: Esempi di prototipi

16 STEREOLITOGRAFIA: Esempi di prototipi

17 STEREOLITOGRAFIA: applicazioni Modelli per stampi in silicone Test aerodinamici Analisi dei flussi Particolari con dettagli molto precisi Progetti di stile Verifiche di assemblaggio

18 STEREOLITOGRAFIA Bordo Strategia di costruzione Quick-Cast

19 STEREOLITOGRAFIA: MEIKO Macchina di PR per il settore orafo

20 STEREOLITOGRAFIA: AUTOSTRADE E Darts

21 STEREOLITOGRAFIA: vantaggi Spessore dei layers (strati) 0,05-0,025 mm. Ne deriva l ottenimento di dettagli accurati. Precisione del modello ottenuto al di sotto di 0,1 mm. Semi trasparenza del materiale che consente la vista interna degli oggetti realizzati.

22 I FOTOPOLIMERI 1. Si tratta di resine liquide sensibili alla radiazione ultravioletta. 2. Le principali caratteristiche che deve presentare un fotopolimero possono essere riassunte nel modo seguente: elevata reattività alla radiazione laser; bassa energia di attivazione; limitate volatilità e tossicità; viscosità stabile; basso ritiro; ridotta sensibilità all umidità; buone proprietà meccaniche dopo la polimerizzazione. 3. La conoscenza delle proprietà chimico-fisiche del materiale è essenziale per individuare il campo di applicazione del prodotto. 4. La resina, al termine della polimerizzazione dovrebbe possedere caratteristiche simili a quelle del materiale definitivo, purtroppo l obiettivo è ancora lontano dalla realizzazione.

23 I FOTOPOLIMERI I fotopolimeri più diffusi possono essere raggruppate nelle seguenti famiglie: acrilica: destinati alla produzione di modelli estetici dove il tempo di costruzione è da privilegiare rispetto alla precisione del pezzo; epossidica: dotati di elevata viscosità ed assicurano le migliori prestazioni in termini di precisione e proprietà meccaniche; vinilica: da impiegare laddove vi sia siano da superare problemi legati all umidità.

24 I FOTOPOLIMERI Due sono i parametri caratteristici del materiale ed essenziali al processo di fotopolimerizzazione: l energia di attivazione E c : rappresenta l energia critica che deve essere superata per iniziare la reazione di polimerizzazione il coefficiente di penetrazione D p : è lo spessore dello strato polimerizzato quando l energia della radiazione laser incidente è pari a quella critica moltiplicata per il numero e (base dei logaritmi naturali).

25 I FOTOPOLIMERI I principali produttori di fotopolimeri per il mercato occidentale sono: Vantico (USA); DSM Somos (USA); Rapid Prototyping Chemical RPC (Svizzera); Applied Polymer Systems; Allied Signal Zeneca Specialties American Dye Source

26 I FOTOPOLIMERI Resina SL5170 SL5210 SL5220 SL5190 SL5510 SL5520 SL5530 SL5195 Tipo Epossidica Vinilica/ Epossidica Epossidica Epossidica Epossidica Epossidica Epossidica Acrilica Tipo di laser He-Cd He-Cd He-Cd Nd-YVO 4 Nd-YVO 4 Nd-YVO 4 Nd-YVO 4 Nd-YVO 4 Colore Gialla Gialla Trasparente Gialla chiara Trasparente Trasparente Trasparente Trasparente Densità a 25 C [g/cc] Viscosità a 30 C [cps] Coefficiente di penetrazione D p [mils] Energia di attivazione E c [mj/cm 2 ] Carico di rottura [MPa] Modulo di elasticità [MPa] Allungamento a rottura [%] Resilienza [kj/m 2 ] Durezza [Shore D] Temperatura di transizione vetrosa [ C] Caratteristiche dei fotopolimeri per stereolitografia di produzione Vantico