Tutto quello che devi sapere sulla stampa 3D DLP ®

La DLP® è una tecnologia di proiezione della luce. La  stampa 3D DLP viene utilizzata per creare parti di alta precisione con superfici lisce, utilizzando materiali ad alte prestazioni che aggiungono proprietà funzionali alle parti prodotte.   

Questo rende la tecnologia molto adatta alla produzione di pezzi, una buona alternativa allo stampaggio a iniezione per la produzione di bassi volumi. 

Introduzione all'elaborazione digitale della luce (DLP)  

Il DLP è un metodo digitale di proiezione della luce che controlla i singoli pixel dello schermo: colore, luminosità e contrasto. Il DLP utilizza un dispositivo a microspecchio digitale (DMD) per riflettere la luce sui pixel desiderati.   

Sviluppato per la prima volta da Texas Instruments nel 1987, un DMD è composto da migliaia di specchi microscopici. Dieci anni dopo, Digital Projection ha utilizzato questa tecnologia per creare il primo proiettore DLP.   

Il proiettore può controllare ogni specchio individualmente per riflettere la luce verso lo schermo o verso l'esterno (per scaricare il fascio). Inoltre, gli specchi possono essere rapidamente ruotati "on" e "off" per ridurre la luminosità effettiva del colore (o della scala di grigi).  

Utilizzo del DLP per la stampa 3D 

Quando si parla di stampanti DLP, il proiettore DLP vero e proprio è solo un componente (anche se fondamentale) di una complessa macchina per la stampa 3D. Le stampanti 3D DLP hanno quattro componenti principali:  

• Vasca per la resina
• Testa di stampa  
• Sorgente luminosa DLP
• Membrana/meccanismo di separazione   

Ecco come interagiscono tra loro per stampare una parte 3D:

1. La vasca contiene una resina fotopolimerica, ovvero una plastica che indurisce quando viene esposta alla luce.

2. Una membrana flessibile sul fondo della vasca (sotto la testa di stampa) si espande verso il basso e un sottile strato di resina scorre all'interno.

3.  Il proiettore DLP indurisce un intero strato della parte stampata in 3D in una sola volta, proiettando un'immagine di quello strato sulla superficie della resina nella vasca.

4. La membrana si contrae verso l'alto per collegarsi al piatto di stampa e un sottile strato di resina tra la membrana e la piattaforma di costruzione viene indurito. . 

5. La testa di stampa viene sollevata (molto leggermente, questa è la risoluzione dell'asse Z) per consentire alla resina di scorrere sotto di essa. 

6.  I passaggi da 2 a 5 vengono ripetuti per ogni strato fino al completamento del pezzo.

Dove si colloca il DLP nel mondo della produzione additiva? 

La produzione additiva (AM) può essere classificata in diversi modi, ma forse il più semplice è partire dal materiale utilizzato. Per semplificare eccessivamente, queste sono le categorie di materiali:  

• Metallo  
• Plastica/polimeri   
• Termoplastica   
• I termoindurenti, detti anche fotopolimeri  

Tutti i tipi di plastica passano da uno stato più fluido o modellabile allo stato di "parte finale". La differenza principale tra termoplastici e termoindurenti è la reversibilità di questo cambiamento. I termoplastici subiscono un processo completamente bidirezionale quando si induriscono o si fissano in uno stato "permanente".   

Questo processo può essere invertito per restituire la materia prima originale. I termoindurenti, invece, come suggerisce il nome, sono fissati. Una volta polimerizzata, la plastica non può essere riportata allo stato originale.  

Un altro modo di vedere la questione è quello che accade quando si applica il calore alla su un pezzo di plastica:  

• I materiali termoplastici si sciolgono (e possono essere induriti nuovamente se necessario) 

• I termoindurenti bruciano (e non ritornano allo stato originale di modellabilità)  

Ogni tecnologia di produzione additiva (di solito) funziona con un solo tipo di materiale.  

L'ISO riconosce sette gruppi principali di tecnologie AM:  

ISO Term	Variations	Categoria di materiale
Getto di legante		Metal (and other non-plastic materials)
Deposizione di energia diretta	LDW, EBAM, LENS	Metallo
Estrusione di materiale	FDM	Termoplastica
Getto di materiale	PolyJet	Termoindurente
Fusione del letto di polvere	SAF	Termoplastica
Laminazione dei fogli		Metallo
Fotopolimerizzazione in vasca	SLA, DLP, LCD	Termoindurente

Da questa panoramica risulta chiaro che la DLP è più strettamente legata ad altre forme di fotopolimerizzazione in vasca. Detto questo, è utile confrontare tutte le forme di stampa 3D di polimeri per capire quando è meglio usare la DLP e quando invece sono da preferire altri metodi. 

Vantaggi della stampa 3D DLP 

Ogni metodo di produzione additiva ha i suoi pro e i suoi contro e il DLP non fa eccezione. Detto questo, il DLP potrebbe essere la migliore tecnologia a tutto tondo. Rispetto alla maggior parte delle tecnologie AM, c'è un chiaro compromesso tra estetica e prestazioni.  
 
La modellazione a deposizione fusa (FDM), ad esempio, eccelle in termini di resistenza, prestazioni e durata. Tuttavia, la sua precisione e la sua finitura superficiale non sono sufficienti per alcune parti di uso finale. La tecnologia PolyJet, invece, offre una finitura superficiale, una texture e un colore che sono davvero i migliori della categoria.   

Tuttavia, la maggior parte dei materiali PolyJet non resiste alla prova del tempo. Ciascuna di queste (e di altre) tecnologie di produzione additiva è eccezionale per determinate applicazioni e, ovviamente, dovrebbe essere utilizzata in quei casi.   
 
La DLP, invece, combina un'ottima qualità dei pezzi con materiali funzionali e un basso costo per pezzo.  

Altri vantaggi includono:  

• Alta velocità - Questo è dovuto principalmente al fatto che il proiettore DLP polimerizza ogni strato istantaneamente. 

• Eccellente precisione e ripetibilità  

• Alta risoluzione e tolleranza superficiale  

• Versatilità dei materiali - La DLP può stampare un'ampia varietà di materiali funzionali, come prodotti generici, tenaci, elastomeri e resistenti al calore. 

• Parti isotrope, ovvero proprietà uniformi nelle direzioni X, Y e Z.   

DLP vs. SLA vs. LCD: Qual è la differenza?
Diamo un'occhiata più da vicino alla fotopolimerizzazione in vasca e alle sue varie forme.    

Stereolitografia (SL o SLA) 

La SLA condivide molte caratteristiche con il DLP:  

• Entrambi lavorano con la resina fotopolimerica 

•  La fotopolimerizzazione in vasca è la tecnologia di base  

•   Una sorgente UV polimerizza la resina per creare una parte stampata in 3D.  

Le principali differenze sono legate al tipo di sorgente UV e alla direzione di stampa:  
 

• La SLA utilizza un laser UV con specchi galvanometrici per dirigere la sorgente UV su ogni singolo punto da indurire. Sebbene il laser sia in grado di eseguire scansioni molto rapide, non è in grado di eguagliare la velocità del DLP (o dell'LCD), che proietta l'immagine dell'intero strato in una sola volta.  
   

• La SLA stampa "a destra", con la sorgente laser che colpisce la superficie superiore della resina. Una volta completato ogni strato, la piattaforma di costruzione si abbassa leggermente e inizia lo strato successivo. Questo è un modo più intuitivo di stampare ed elimina la necessità di uno speciale meccanismo a membrana. Al contrario, una lama mobile ricopre ogni strato per garantire che la resina copra uniformemente la superficie di costruzione.  
   

• La SLA utilizza lunghezze d'onda UV diverse; la DLP opera a 385 nm, mentre la SLA lavora a 355 nm. (Per maggiori dettagli, vedere il confronto tra le lunghezze d'onda).  

Stampa 3D LCD (mSLA) 

Schema della stampante LCD 3D  - FONTE ResearchGate

La tecnologia LCD è ancora più strettamente legata alla stampa 3D DLP. In questo caso, entrambe le tecnologie utilizzano un'immagine proiettata per polimerizzare ogni strato in una sola volta, ed entrambe le tecnologie espongono la resina fotopolimerica dal basso. Ecco le differenze tra le due:  

Mentre il DLP utilizza un proiettore con DMD (specchi microscopici) per riflettere la luce UV sulla resina fotopolimerica, l'LCD utilizza una serie di LED UV parzialmente mascherati da uno schermo LCD per determinare quali punti devono essere polimerizzati. Per questo motivo, l'LCD viene talvolta chiamato stampa 3D SLA mascherata (mSLA). Il DLP è una tecnologia AM più matura e si basa su componenti più affidabili e duraturi, anche se più costosi. Inoltre, fornisce un'irradiazione più elevata rispetto all'LCD, il che significa che può gestire una più ampia varietà di materiali. L'LCD è suscettibile al pixel bleeding e al degrado irregolare della sorgente luminosa, motivo per cui di solito viene utilizzato soprattutto nelle stampanti 3D per hobbisti, che possono sacrificare un certo livello di ripetibilità e precisione a favore di un costo inferiore. 

Confronto tra stampanti a resina - Sintesi 

Con il rischio di generalizzare troppo, riassumiamo le differenze fondamentali tra le stampanti SLA, DLP e LCD. La maggior parte dei valori riportati nella tabella seguente varia in modo significativo in base al prezzo, al materiale e ad altri fattori. Tuttavia, dovrebbe fornire un'idea generale dei punti di forza e di debolezza e di quando utilizzare ciascuna di queste tecnologie basate su resine per la stampa 3D: 

Caption

	SLA	LCD	DLP
Lunghezza d'onda della sorgente luminosa	355 nm	405 nm	385 nm
Materiali ad alte prestazioni	Ampia gamma	Limitato	Ampia gamma
Velocità di stampa	Medio/veloce	Molto veloce	Veloce
Dimensione della costruzione	Da piccolo a grande	Da piccolo a medio	Piccolo
Prezzo (hardware)	Medio-alto	Basso	Medio-alto
Accuratezza e precisione	Eccellente	Medio	Eccellente
Applicazioni tipiche	Prototipazione funzionale   Strumenti e maschere   Modelli master (microfusione)	Uso hobbistico   Alcuni modelli concettuali	Prototipazione di forma e funzione   Strumenti e maschere   Pezzi di produzione (a basso volume o personalizzati)

Applicazioni di stampa 3D DLP 

Il DLP viene utilizzato in diverse applicazioni di produzione additiva. Il denominatore comune è qualsiasi caso che richieda sia un'elevata accuratezza e precisione del pezzo, sia una finitura superficiale fine, oltre a un materiale ad alte prestazioni (come materiali tenaci, rigidi, elastici o resistenti alle alte temperature). Ecco alcuni esempi di casi d'uso in cui la stampa 3D DLP eccelle:  

• Funzionali  
  È possibile utilizzare la tecnologia DLP per stampare prototipi altamente sofisticati che hanno lo stesso aspetto, la stessa sensazione e il medesimo funzionamento del prodotto finale.  

• Dime e attrezzaggi 
  Il DLP può stampare utensili di fine braccio e ausili di produzione con requisiti meccanici o funzionali ed elevata precisione e/o finitura superficiale. In particolare, la velocità e il basso costo per pezzo associati alla stampa 3D DLP ne fanno un'applicazione privilegiata.  

• Componenti per la produzione industriale  
  Quando si tratta di pezzi industriali per uso finale, la questione è in genere la quantità. Per i volumi elevati e la produzione di massa, il più conveniente è lo stampaggio a iniezione. Al di sotto di una certa soglia (a seconda della geometria), la produzione additiva diventa più efficace, con un costo inferiore per pezzo. Il DLP consente di creare serie di produzione ad alto mix/basso volume per connettori, guarnizioni e altri pezzi con specifiche meccaniche o funzionali.  

• Altre attrezzature di stampaggio  
  La stampa 3D DLP può essere utilizzata anche per realizzare utensili per lo stampaggio, anche per inserti per stampi ad alta temperatura, rigidi e durevoli.  

Materiali utilizzati con la stampa 3D DLP 

Il DLP può stampare in 3D utilizzando materiali con diverse proprietà. La sua sorgente di luce UV a 385 nm è adatta a polimerizzare un'ampia gamma di materiali resinosi. Il denominatore comune di tutti i materiali compatibili è che devono essere fotopolimeri. (Ricordate che l'intero processo di stampa DLP si basa sulla polimerizzazione della resina con la luce).  

I fotopolimeri DLP possono essere raggruppati nelle seguenti categorie funzionali:  

• Uso generale  

• Resistente 

• Elastomeri  

• Resistente al calore  

• Medico  

• Altro/scopo speciale  

I materiali resistenti alle alte temperature tendono ad essere più fragili, mentre quelli più elastici o tenaci tendono ad avere una minore resistenza alle temperature. Questo aspetto deve essere tenuto presente nel determinare il materiale più adatto alla vostra applicazione. 

Materiali DLP per uso generale 

Questi materiali sono i “tuttofare” quando si tratta di stampa 3D DLP. Presentano i seguenti vantaggi:  

• Buone proprietà a tutto tondo  

• Facili da usare per la stampa e il post-processing 

• Adatta a un'ampia gamma di applicazioni  

Materiali DLP resistenti 

I materiali resistenti possono sopportare urti o movimenti ripetitivi. Anche se la loro elasticità può variare, in genere hanno un'elevata resistenza agli urti. I materiali DLP resistenti possono essere classificati in base al tipo di termoplastico che imitano, ad esempio: 

• ABS  

• Polipropilene modificato 

Elastomeri per la stampa 3D DLP 

Questi materiali imitano la gomma in varie forme, per applicazioni quali:  

• Guarnizioni  

• Smorzamento delle vibrazioni  

• "Gomma "elastica  

I fotopolimeri elastomerici sono quantificati da:  

• Durezza Shore, dove valori più alti sono attribuiti a materiali più duri.  

• Resistenza allo strappo  

• Allungamento a rottura  

In generale, i materiali con valori Shore inferiori possono allungarsi maggiormente (allungamento a rottura più lungo). Gli elastomeri più duri possono essere utilizzati per prototipi di forma e funzionalità, mentre gli elastomeri più morbidi sono più comunemente utilizzati per le guarnizioni.  

Materiali DLP resistenti al calore 

Si tratta di materiali DLP in grado di resistere a un'esposizione prolungata al calore, tipicamente quantificata con una misurazione della temperatura di deflessione termica (HDT). Possono anche essere certificati per gestire fiamme, fumo e tossicità (FST). I materiali resistenti al calore tendono anche a resistere bene all'umidità, garantendo una migliore stabilità dimensionale a lungo termine. Si noti che i materiali per alte temperature sono generalmente più fragili di altre categorie di materiali. Le applicazioni che comportano sollecitazioni ripetute, urti o rischi di caduta dovrebbero evitare l'uso di questi materiali.  

Materiali DLP medicali 

High accuracy and smooth surface finish make DLP suitable for printing medical devices, using special medical-grade materials that have been certified according to the relevant regulatory requirements and standards. 

L'elevata precisione e la finitura superficiale liscia rendono il DLP adatto alla stampa di dispositivi medici, utilizzando materiali speciali di grado medicale certificati secondo i requisiti e gli standard normativi pertinenti.  

Materiali DLP per usi speciali 

Le categorie generali di cui sopra possono essere utilizzate per molte applicazioni. Per i casi d'uso che richiedono proprietà specifiche (ad esempio, protezione ESD, resistenza alla fiamma), è possibile utilizzare altri materiali speciali. Questi materiali 3D possono essere delineati in base al materiale termoplastico tradizionale che sostituiscono, ad esempio:  

• Nylon 6/12  

• PBT (polibutilene tereftalato)  

• Materiali ESD 

• Silicato di alluminio  

• ABS (acrilonitrile butadiene stirene)  

• Polipropilene  

• TPU (poliuretano termoplastico)  

Designing for DLP 3D Printing

Design for additive manufacturing (DfAM) is the idea that 3D printing doesn’t only start with the actual printer. It starts with the design of a part. Current design is done with the limitations of traditional production methods in mind. As we’re dealing with a fundamentally different method of production, part design shouldn’t be limited by irrelevant restrictions. DfAM lets you harness the full potential of additive manufacturing. 

Progettazione per la stampa 3D DLP 

La progettazione per la produzione additiva (DfAM – Design for Additive Manufacturing) è l'idea che la stampa 3D non inizi solo con la stampante vera e propria. Inizia con la progettazione di un pezzo. La progettazione attuale viene effettuata tenendo conto dei limiti dei metodi di produzione tradizionali. Poiché si tratta di un metodo di produzione fondamentalmente diverso, la progettazione dei pezzi non dovrebbe essere limitata da restrizioni irrilevanti. La DfAM consente di sfruttare tutto il potenziale della produzione additiva.  

Perché progettare in modo additivo? 

Quando si utilizza la fabbricazione additiva per la produzione di pezzi, la progettazione in funzione della tecnologia è fondamentale per sfruttare i reali vantaggi dell'AM. Una buona DfAM può aiutare a migliorare la qualità, la funzionalità e la produttività, portando a una riduzione dei costi complessivi e a un maggior numero di applicazioni adatte per la produzione additiva. Inoltre, se si progetta per l'additivo, è spesso possibile consolidare le parti in un unico pezzo integrato, riducendo la manodopera di assemblaggio e i problemi di qualità spesso legati ai processi di assemblaggio manuale di precisione.   

Come progettare per l'additivo 

Fase 1 - Considerare il pezzo e l'applicazione:  

• È disponibile un materiale AM adatto all'applicazione?  

• Riuscirà ad entrare nel volume di stampa della stampante?  

• Ci sono elementi/muri più piccoli di 200 μm (0,2 mm)?  

• Ci sono sporgenze?  

• Sono necessari supporti sulle superfici critiche?  

• Ci sono aree in cui la resina non può fuoriuscire?   

Fase 2 - Scegliere un materiale AM:  

• Rigido  

• Resistente 

• Alta temperatura  

• Elastomeri  

• Scopo speciale  

• ecc.  

Fase 3 - Considerare l'orientamento della parte stampata:  

• L'altezza (asse Z) è il fattore principale del tempo di stampa. Se possibile, orientare il pezzo in modo che l'altezza sia la più ridotta possibile.  

• È possibile posizionare una superficie piatta del progetto contro il piatto di stampa per ottenere una parte stabile che richiede meno supporti?  

Anche l'orientamento dei pezzi può influire sulla qualità della superficie:  

• La superficie migliore sarà una superficie piatta stampata direttamente in parallelo alla piattaforma di costruzione. Ovviamente, questo non lascia molto spazio alla libertà di progettazione.   

• La seconda migliore qualità di superficie sarà una parte curva o piatta angolata rispetto alla testa di stampa (non una superficie piana perpendicolare). La maggior parte delle superfici della maggior parte dei pezzi rientra in questa categoria.   

• L'orientamento della superficie più impegnativo è quello di una superficie piana perpendicolare al piatto di stampa, in quanto si noteranno sottili strati nella direzione Z. Questo problema può essere in qualche modo mitigato utilizzando una stampante (come Origin® Two) con una struttura rigida della testa di stampa, per creare un asse Z stabile e uniforme.  

Fase 4 - Considerare i requisiti di supporto:  

• Il pezzo avrà bisogno di supporti?  

• Qual è la strategia di supporto? 

•  Ci saranno supporti sulle superfici critiche?  

• Quanto saranno alti i supporti? I supporti più alti devono essere più spessi.  

• I materiali che si stampano con una minore resistenza al verde (resistenza alla pre-polimerizzazione) necessitano di più supporti.  

Fase 5 - Pulizia e post-indurimento:  

• È importante considerare il processo di pulizia quando si progetta il pezzo.  
  Le resine viscose, come gli elastomeri, saranno più difficili da pulire rispetto alle resine con una viscosità inferiore, come i materiali rigidi.  

• I reticoli molto densi possono anche essere difficili da pulire e richiedere molto tempo.  
  La chiave del successo nella DfAM è fare un passo indietro e riesaminare i pezzi a livello di sistema, ottimizzandoli per peso, prestazioni e produttività.  

Esempio di DfAM: Considerazioni su supporto e nidificazione 

Ad esempio, la valvola Venturi mostrata di seguito (come sezione trasversale) è completamente autoportante, purché sia stampata con l'orientamento mostrato a sinistra (tre porte rivolte verso il basso, una verso l'alto). Se fosse stampata con l'altro orientamento, l'uscita interna centrale del fluido (segnata in rosso) avrebbe bisogno di un supporto.  

Tuttavia, per stampare questo pezzo in volume, la densità di nesting gioca un ruolo fondamentale. Se tutti i pezzi avessero lo stesso orientamento, il numero di pezzi che potrebbero essere inseriti in una singola stampa diminuirebbe, riducendo la produttività. Pertanto, era necessario utilizzare entrambi gli orientamenti, richiedendo un supporto per uno di essi.  
 
L'uso di materiale di supporto nel DLP non è un problema in sé, ma in questo caso ha rappresentato una sfida. Il modo logico di aggiungere il supporto sarebbe stato il seguente (linee verdi):  

Tuttavia, l'inserimento di strutture di supporto all'interno di un tubo chiuso ne renderebbe quasi impossibile la rimozione pulita. Invece, modificando leggermente il design, la valvola Venturi è completamente autoportante in entrambe le direzioni:

Questa soluzione prevede l'aggiunta di contrafforti autoportanti (evidenziati in blu) che collegano la parete laterale e l'uscita centrale del fluido interno per sostenere la porta non supportata, pur consentendo un flusso d'aria senza ostacoli.  

Tendenze future della tecnologia di stampa 3D DLP   

La tecnologia di stampa 3D DLP è già utilizzata per stampare parti di alta qualità, ripetibili e completamente funzionali. Ed è pronta a migliorare ulteriormente:  

• Più materiali con nuove proprietà, prestazioni ancora migliori, supporto di una più ampia gamma di standard industriali  

• Una continua riduzione del costo per pezzo, grazie ai miglioramenti delle prestazioni delle stampanti, alle economie di scala nella produzione delle stampanti e ai progressi del software che consentono di creare un maggior numero di pezzi in un'unica produzione.  

• Produttività più rapida  

• Resina sostenibile, ricavata da fonti vegetali o rinnovabili  

• Stampa 3D multi-materiale  

• Automazione aggiuntiva (ad esempio, autocalibrazione) per migliorare la ripetibilità, ridurre gli errori, minimizzare il lavoro manuale e scalare la produzione.  

Stampa 3D DLP: Domande frequenti 

1. Che cos'è la tecnologia DLP 3D e come funziona? 

L'elaborazione digitale della luce (DLP) è una tecnologia di visualizzazione utilizzata nei proiettori e nelle stampanti 3D. Utilizza dispositivi digitali a microspecchio (DMD) per riflettere la luce e creare immagini. Nella stampa 3D, le stampanti DLP utilizzano una sorgente di luce digitale per polimerizzare la resina liquida strato per strato per costruire un oggetto 3D.  

2. Quali sono i problemi comuni delle stampanti 3D DLP? 

I problemi più comuni con le stampanti 3D DLP includono una scarsa qualità di stampa, stampe non allineate, resina che non polimerizza correttamente, separazione degli strati e fallimenti di stampa dovuti a tempi di esposizione non corretti o a componenti del proiettore danneggiati. (Vedere la domanda successiva per evitare questi problemi).  

3. Come posso risolvere il problema della scarsa qualità di stampa nella stampa DLP? 

Seguire le seguenti procedure ottimali per correggere la scarsa qualità di stampa:  

• Controllare che il vassoio e il tino non presentino polvere o sporcizia.  

• Assicurare la corretta calibrazione della stampante. 

•  Utilizzare resina di alta qualità entro i termini di scadenza.  

• Assicurarsi che la piattaforma di costruzione sia pulita e livellata prima di avviare la stampa.  

4. Quali sono i vantaggi del DLP rispetto alle altre tecnologie di stampa 3D? 

La DLP offre velocità di stampa più elevate rispetto ad altre tecnologie a resina come la SLA, grazie alla capacità di polimerizzare interi strati in una sola volta. Offre inoltre stampe ad alta risoluzione con una precisione elevata (fino a 50 µm in alcuni sistemi), dettagli precisi e superfici lisce, che la rendono ideale per modelli intricati, utensili ergonomici e applicazioni dentali.   

Inoltre, può stampare materiali ad alte prestazioni per varie applicazioni.  

5. Quali materiali si possono utilizzare nella stampa 3D DLP? 

Le stampanti 3D DLP utilizzano resine liquide che vengono polimerizzate dalla luce alla lunghezza d'onda di 385 nm. Queste resine sono disponibili in varie formulazioni, tra cui resine per uso generale, resine resistenti, resine flessibili e resine biocompatibili, che consentono di realizzare applicazioni diverse, dalla prototipazione alla produzione a basso volume.  

6. Il DLP è adatto alla stampa 3D di grande formato? 

La tecnologia DLP è più adatta alle stampe di piccole e medie dimensioni, in quanto proietta la luce su una piattaforma di costruzione e polimerizza la resina strato per strato. Le stampe di grandi dimensioni possono richiedere tempi di polimerizzazione più lunghi e potrebbero non essere così pratiche con la tecnologia DLP. Per le stampe di grandi dimensioni, altre tecnologie come la stereolitografia (SLA) o la modellazione a deposizione fusa (FDM) potrebbero essere più efficienti.  

7. Quanto è precisa la stampa 3D DLP? 

La tecnologia DLP è nota per la sua elevata precisione e per i suoi dettagli. Può raggiungere risoluzioni di stampa fino a 50 micron (0,05 mm), il che la rende ideale per modelli dettagliati e parti di uso finale, che richiedono un'elevata precisione e tolleranze ristrette.  

8. Quali settori utilizzano la tecnologia di stampa 3D DLP? 

La tecnologia DLP è utilizzata in diversi settori, tra cui quello automobilistico, aerospaziale, delle applicazioni di consumo, dei componenti di macchinari industriali e altri. Questi settori utilizzano la tecnologia DLP per stampare prototipi, ausili alla produzione e parti di produzione finale.   

È anche ampiamente utilizzato nel settore sanitario per la creazione di modelli e impianti dentali, nonché di componenti per dispositivi e attrezzature mediche.  

9. Quali sono le principali differenze tra la stampa 3D DLP e LCD? 

• Sorgente luminosa: il DLP utilizza un proiettore digitale, mentre l’LCD utilizza un array di LED. L'LCD può essere meno uniforme e soffrire di "pixel bleed".     

• Polimerizzazione: La tecnologia LCD ha spesso un'irradiazione inferiore che può causare proprietà meccaniche inferiori e/o richiedere più supporti.    

• Risoluzione: Il DLP ha una risoluzione massima di 4K. Più grande è l'area proiettata, più grandi sono i pixel proiettati (e più bassa è la risoluzione). Gli schermi LCD possono essere realizzati in dimensioni maggiori, quindi la tecnologia LCD è più adatta per la stampa di oggetti di grandi dimensioni.   

• Tolleranze: Il chip DMD (la tecnologia alla base del DLP) è prodotto con tolleranze molto strette, mentre il pannello LCD è realizzato per essere economico. 

• Lunghezza d'onda: La tecnologia LCD utilizza una luce di 405 nm, mentre la DLP incorpora una sorgente luminosa di 385 nm. Il DLP può stampare una gamma più ampia di materiali, in particolare le resine ad alte prestazioni 

• Prezzo di acquisto: La tecnologia LCD è in genere più economica della tecnologia DLP. Le stampanti LCD hanno un design più semplice e richiedono meno componenti costosi, il che le rende più adatte a un budget limitato.    

• TCO: poiché la luce UV degrada rapidamente lo schermo della stampante LCD, è necessario sostituirlo spesso. Si tratta quindi di un articolo consumabile che può aumentare il costo complessivo di gestione di una stampante LCD. Il costo iniziale di una stampante DLP è più elevato, ma il suo funzionamento è meno costoso. Quando si confrontano i costi delle diverse tecnologie, assicurarsi di calcolare il costo totale di proprietà piuttosto che il solo prezzo di acquisto della stampante.  

10. Quali sono le principali differenze tra la stampa 3D DLP e SLA? 

Sia il DLP che la SLA utilizzano la luce per polimerizzare la resina, ma la differenza fondamentale sta nel modo in cui proiettano la luce. Il DLP utilizza un proiettore digitale per polimerizzare un intero strato in una sola volta, mentre lo SLA utilizza un laser che traccia la forma di ogni strato.   

Le tecnologie utilizzano inoltre lunghezze d'onda diverse, che richiedono materiali diversi, rendendole così adatte ad applicazioni diverse. La DLP tende a consentire l'uso di materiali più performanti e a essere più veloce della SLA, mentre quest'ultima permette di ottenere pezzi più grandi. Entrambe forniscono stampe di alta qualità.  

11. Quali sono i componenti principali di una stampante 3D DLP? 

I componenti principali di una stampante 3D DLP comprendono la sorgente di luce digitale (proiettore), la vasca di resina e il piatto di stampa (dove viene creata la parte). I riscaldatori sono opzionali ma consentono di utilizzare una gamma più ampia di materiali, compresi quelli ad alte prestazioni.  

12. Le stampanti 3D DLP possono stampare più materiali contemporaneamente? 

Attualmente, la maggior parte delle stampanti 3D DLP è progettata per stampare con un solo materiale alla volta. Tuttavia, alcuni sistemi avanzati possono supportare la stampa multimateriale utilizzando resine diverse in strati diversi o passando da una resina all'altra durante la stampa.  

Tecnologia DLP P3™ di Stratasys  

P3™ è la nostra versione brevettata della tecnologia DLP, che utilizza la fotopolimerizzazione programmabile. Mentre tutte le stampanti 3D DLP si basano sulle seconde due "P" (PhotoPolymerization), le stampanti Stratasys Origin aggiungono un sistema di sensori ad anello chiuso che consente il pieno controllo del processo, tra cui:  

• Luce  

• Temperatura  

• Forze di trazione  

• Pneumatica (presto maggiori informazioni su questo argomento)  

Tenere sotto controllo questi parametri non solo consente agli utilizzatori esperti un livello estremamente preciso di controllo del processo, ma rende quest’ultimo molto affidabile e ripetibile. La tecnologia P3 DLP è unica anche per il suo meccanismo di separazione pneumatica brevettato. Tutte le macchine DLP devono avere un meccanismo di separazione, poiché gli strati vengono stampati sul fondo della vasca. Il pezzo viene costruito strato per strato dal basso verso l'alto, con la piattaforma che si alza leggermente dopo la stampa di ogni strato. (Senza un meccanismo di separazione, l'ultimo strato stampato può attaccarsi al fondo della macchina invece che al piatto di stampa o al pezzo parzialmente costruito.  

Esistono vari modi per superare questo problema, ma non tutti sono uguali.  

Il metodo pneumatico brevettato P3 applica una forza di separazione che stacca gradualmente il nuovo strato dalla membrana, invece di rilasciare l'intero strato in una sola volta.   

 

Il P3 DLP utilizza un meccanismo di separazione pneumatico per applicare una forza di separazione molto minore. La membrana si stacca gradualmente da ogni strato polimerizzato man mano che la piattaforma di costruzione sale. 

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Questo metodo presenta diversi vantaggi:  

• Consente di ottenere una finitura superficiale molto elevata.  

• I tratti delicati possono essere stampati senza rompersi durante il processo di separazione. 

•  È possibile stampare sezioni trasversali di grandi dimensioni.  

• È necessario meno materiale di supporto (quindi meno post-processing).  

• È possibile ottenere la massima flessibilità geometrica.  

Casi di studio sulla stampa 3D DLP  

Il DLP viene utilizzato in una varietà di settori che richiedono elevata precisione, affidabilità, finitura superficiale di alta qualità e materiali ad alte prestazioni. I principali settori che utilizzano con successo il DLP sono:  

• Automotive  

• Aerospaziale  

• Altri mezzi di trasporto, come veicoli ferroviari e industriali  

• Applicazioni per i beni di consumo 

• Componenti per macchinari industriali  

• Odontoiatria 

• Dispositivi medici  

Di seguito sono riportati alcuni esempi di casi di studio di alcuni dei nostri clienti.  

Utensili per il settore automobilistico: Valiant TMS   

Sfida:   

Valiant TMS produce sistemi di automazione della produzione per l'industria automobilistica e aerospaziale. Quando hanno lavorato su un'impugnatura per l'uso manuale, hanno lottato per soddisfare tutti i requisiti in un unico pezzo: ergonomico, resistente e leggero.  

Soluzione:  

Ogni requisito ha contribuito a restringere le opzioni:  

• Leggero - plastica (non metallo)  

• Robusto: utilizzare un materiale resistente  

• Ergonomico - elevata finitura superficiale  

Per due qualsiasi dei tre requisiti di cui sopra, ci sarebbe stata più libertà di perseguire soluzioni alternative. Ma per soddisfare tutti e tre i requisiti, la stampa 3D DLP era la soluzione migliore (forse l'unica).  

Vedi lo studio completo del caso qui:  
La tecnologia P3 produce la giusta finitura superficiale stampata in 3D per Valiant TMS  

Stampante DLP Stratasys Origin Two  

Partendo dall'eccellente base di Origin One, Origin Two ha apportato diversi miglioramenti per la produzione:  

• Precisione e tolleranze di ±50 μm per applicazioni convalidate (altrimenti, ±100 μm 

• Finitura superficiale stampata ad iniezione  

• Ripetibilità e controllo  

• Piattaforma di costruzione ad alta precisione  

• Calibrazione automatica  

Conclusioni 

Non esiste la bacchetta magica, una soluzione unica per ogni problema. Ma il DLP potrebbe avvicinarcisi quando si tratta di stampa 3D. Offre una combinazione unica di materiali ad alte prestazioni, affidabilità ed estetica.  

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