La stratificazione nella stampa 3D FDM: come sceglierla

Nella tecnologia di stampa 3D FDM, l'altezza di stratificazione del materiale depositato è spesso un parametro di progettazione cruciale.

Questo parametro infatti influisce principalmente sulle proprietà  geometriche dell'oggetto e in misura molto minore su quelle fisiche. In base allo spessore di stratificazione avremo dei vincoli sullo spessore delle pareti e sulle dimensioni minime dei dettagli o viceversa, mentre la resistenza meccanica varia di poco: questa dipende infatti dall'orientamento degli strati.

Inoltre non è possibile variare la stratificazione durante la produzione, per cui la scelta va ponderata caso per caso.

L'altezza dello strato

Per comprendere meglio le implicazioni pratiche che la scelta dell'altezza di stratificazione comporta, immaginiamoci una cartina geografica: l'altitudine dei rilievi è indicata con una serie di linee chiuse, concentriche, dette linee di livello. Queste discretizzano l'andamento dell'altura, che in realtà è continua.

Prendiamo invece alla lettera le indicazioni sulla cartina, come si vede in figura 1: avremmo le montagne fatte a scalini.

Nella tecnologia FDM , come in tutte le tecnologie che costruiscono per strati (SLS, SLA, Polyjet ) ,succede esattamente questo: il componente viene creato strato su strato, e, diminuendo l'altezza dello scalino, la montagna (o il nostro pezzo) sembrerà via via più simile a quello che ci aspettiamo.

La produzione

Uno degli aspetti più importanti da tenere a mente è la dimensione minima dei dettagli del componente, solitamente setti o pareti: la loro larghezza minima è tre-quattro volte l'altezza di stratificazione, in quanto il materiale, depositandosi, tende a schiacciarsi lateralmente per via della pressione di iniezione.

Il secondo aspetto è quello della finitura superficiale: infatti, se ipotizziamo una certa curvatura della superficie del componente e proviamo a riempirla con successivi strati di materiale, ci accorgiamo che:

• le parti con una curvatura minore sono più facili da riempire (Figura 2).
  
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• il riempimento della curva migliora diminuendo lo spessore dello strato depositato (Figura 3).

Pertanto, analogamente a quanto accade nelle lavorazioni per asportazione di truciolo, una finitura più elevata comporta dei tempi produttivi più lunghi: ricordiamo che una diminuzione dell'altezza di stratificazione comporta più strati. Ovviamente tutto questo si traduce in costi più alti per l'utente finale, da evitare quando non specificatamente richiesto.

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