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Come valutare accuratezza e precisione di una stampante 3D?

Come valutare accuratezza e precisione di una stampante 3D?

in Novità

C’è differenza tra questi concetti? Che cosa significano quando si parla di manifattura additiva? Capirne il significato esatto ti aiuterà a gestire meglio tutto il processo di stampa.

Per facilitare la creazione di un’immagine mentale del significato e della differenza tra questi termini, useremo l’esempio del bersaglio.

Accuratezza: grado di conformità a uno standard o valore noto

Il centro del bersaglio rappresenta il valore reale: l’accuratezza indica quanto una misura si avvicina a questo valore. Più ci si avvicina al centro del bersaglio, più il “tiro” è accurato. Traducendo questa immagine nel mondo della stampa 3D, il valore reale equivale alle dimensioni del progetto nel file CAD. La stampa 3D ottenuta quanto sarà vicina al design digitale?

Precisione: ripetibilità di una misura

La precisione indica quanto una misura è ripetibile: quanto sono uniformi i tiri al bersaglio? Si può quindi dire che la precisione misura la coerenza, che non per forza corrisponde all’accuratezza e al centro del bersaglio. Nella stampa 3D questa caratteristica indica l’affidabilità della macchina. Fornisce un’indicazione della certezza che si può avere di ottenere sempre il risultato atteso.

Tolleranza: deviazione ammissibile da uno standard

La tolleranza indica il margine di variazione accettabile rispetto al progetto.

Si tratta di un valore che quindi può variare in base alla tipologia di progetto e al singolo pezzo: la tolleranza richiesta potrebbe, ad esempio, essere molto più ristretta per un assemblaggio meccanico rispetto alla tolleranza che è invece accettabile per un semplice involucro.

Con la lavorazione CNC, i pezzi vengono gradualmente adattati a tolleranze sempre più strette con il processo sottrattivo.

Con la stampa 3D la realizzazione del pezzo avviene in un’unica fase automatizzata, in cui la complessità del pezzo non influisce sui costi. La manifattura additiva si presta quindi particolarmente a realizzare, senza costi aggiuntivi, sottosquadri e superfici complicate. Qualora fossero richieste tolleranze più rigide, le parti stampate in 3D possono, all’occorrenza, essere facilmente riprese con una lavorazione meccanica.

La scelta di una macchina più o meno accurata e più o meno precisa dipende dalle esigenze specifiche e dall’applicazione.

In determinati casi, potrebbe essere molto più importante poter contare su un risultato di stampa sempre uniforme, cioè preciso, anche se non necessariamente accurato. Potrebbe essere il caso di una stampante FDM a basso costo da utilizzare in ambito educational o di un primo approccio con la stampa 3D. Se si dovesse realizzare un modello concettuale, per dare soltanto un’idea generale del prodotto, l’accuratezza della stampa non sarebbe un aspetto fondamentale.

Se si dovesse invece stampare un pezzo per il settore dentale, l’accuratezza sarebbe un requisito imprescindibile.

Precision

Quali sono i fattori che possono influenzare accuratezza e precisione nella stampa 3D?

 

Non c’è un unico elemento che determina questi valori. I fattori che influenzano il risultato finale sono molteplici.

 

1 – La tecnologia di stampa

 

Indipendentemente dalla tecnologia prescelta, con la stampa 3D il processo di realizzazione degli oggetti è additivo: la parte si costruisce layer per layer, aggiungendo gradualmente materiale. Di conseguenza, ogni strato si presta alla potenziale introduzione di un’imprecisione.

Nella tecnologia 3D a filo, il materiale di stampa viene estruso da un ugello. Nei limiti delle tolleranze previste, questa tecnologia permette di stampare parti precise. Non è però la scelta più indicata per realizzare parti con dettagli particolarmente complessi.

Nella stampa con tecnologia SLA (stereolitografia) la resina dei vari strati viene polimerizzata da un laser ad alta precisione: questo permette di ottenere un grado di dettaglio maggiore e risultati più affidabili e qualitativamente elevati. E’ considerata la tecnologia di stampa 3D più accurata.

La stampa a sinterizzazione laser selettiva (SLS) si basa su un laser che fonde con precisione soltanto la polvere di nylon che va a colpire, trasformandola in una parte solida. Questa tecnologia permette di ottenere risultati con un ottimo equilibrio tra accuratezza e precisione.

 

A volte si identifica erroneamente la risoluzione XY come indice di accuratezza di una stampante 3D: in realtà questo valore non rappresenta davvero l’accuratezza finale della macchina. Per le stampanti Digital Light Processing, la risoluzione XY corrisponde alla dimensione del pixel proiettato. Ma non sarebbe tuttavia corretto affermare che una stampante con dimensione pixel proiettata di 75 micron abbia una accuratezza di macchina di ± micron.

Ci sono infatti altri fattori che possono influenzare l’accuratezza di una macchina: dai componenti alla calibrazione, così come i materiali e l’ecosistema nel suo insieme. Il miglior metodo per valutare una stampante 3D è quindi quello di ispezionare pezzi reali stampati con quella macchina.

2 – I materiali

 

Le proprietà del materiale di stampa 3D utilizzato possono influenzare la probabilità che una stampa si deformi. Di conseguenza, in base al materiale scelto per la stampa, la precisione di un pezzo può variare. Ci sono resine che si prestano particolarmente a stampare parti anche con pareti molto sottili senza che ci siano deformazioni.

La scelta del materiale più adatto dipende ovviamente anche dall’applicazione. Per l’ambito dentale, ad esempio, in cui come abbiamo già detto, l’accuratezza è fondamentale, esistono specifiche resine che garantiscono un risultato estremamente costante.

3 – L’ecosistema

 

Per ottenere una stampa 3D di successo non basta prestare attenzione soltanto alla fase di stampa: è importante tutto il processo. Partendo dalla progettazione, per passare poi al programma di slicing, alla scelta del materiale più adatto, alla temperatura operativa, agli strumenti di post-processing… tutti questi tasselli contribuiscono ad ottenere il risultato finale desiderato.

Avere una “buona” stampante 3D quindi non basta. È necessario investire nell’utilizzo di buoni materiali appositamente progettati per una determinata applicazione e tenere in considerazione tutti i fattori che possono incidere sul risultato.

In un progetto è importante tenere presente, fin dall’inizio, il grado di accuratezza, tolleranza e precisione richiesto: la corretta comprensione di questi tre termini faciliterà l’analisi della qualità della stampa e sarà utile nell’ottimizzazione del processo di stampa 3D.

Come scegliere la stampante 3D più adatta?

3DZ è un consulente esperto di stampa 3D che da 10 anni affianca le aziende nell’introduzione delle tecnologie di Additive Manufacturing. Potremo supportarti nella scelta della stampante più adatta alle tue esigenze. Vuoi richiedere una consulenza gratuita e senza impegno di un nostro esperto? Compila il form

Fonte dell’articolo: formlabs

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