Linee guida per la finitura e la progettazione della stampa 3D SLS

Le parti stampate in 3D con SLS sono resistenti, funzionali e in grado di rispettare tolleranze rigorose. Nonostante questi vantaggi, le parti stampate in 3D SLS presentano finiture ruvide e granulose. Di conseguenza, la post-elaborazione delle parti SLS è una fase importante per garantire la migliore finitura possibile.

Oltre alle considerazioni sulla finitura post-lavorazione, ci sono diverse linee guida per la progettazione della stampa 3D SLS che è necessario conoscere per il vostro pezzo. In questo articolo esaminiamo più da vicino le diverse opzioni per la post-lavorazione SLS e le principali linee guida di progettazione per le vostre parti stampate in 3D SLS.

Finitura standard

Per una finitura standard stampata in 3D SLS, è necessaria la pressione dell'aria per rimuovere la polvere dal pezzo. Per rimuovere la polvere rimasta attaccata alla superficie del pezzo, si ricorre alla sabbiatura con microsfere di plastica. Il risultato è una finitura superficiale granulosa e opaca, simile alla rugosità della carta vetrata a grana media.

Le finiture SLS standard forniscono una geometria complessiva accurata del progetto previsto. Inoltre, le finiture standard hanno un costo inferiore perché non vengono utilizzati metodi di finitura aggiuntivi per la stampa 3D SLS. Nonostante questi vantaggi, le finiture standard offrono opzioni di colore limitate, poiché il colore della polvere determina il colore.

Media Tumbled

Se la finitura standard è troppo ruvida per l'applicazione prevista del pezzo, si può optare per la lucidatura con un buratto di media. I buratti media utilizzano piccoli trucioli di ceramica che vibrano contro la superficie del pezzo e rimuovono accuratamente le asperità in modo che la superficie abbia una finitura liscia. È importante sapere che la burattatura media altera leggermente le dimensioni del pezzo e arrotonda gli spigoli vivi. Per questi motivi, i pezzi con dettagli intricati e fini potrebbero dover evitare la burattatura dei supporti.

Tintura

Il metodo più economico e veloce per aggiungere colore alle parti stampate in 3D SLS è l'utilizzo di un processo di tintura in post-produzione. Le parti stampate in 3D SLS sono piuttosto porose e quindi adatte alla tintura. La tintura offre la possibilità di scegliere tra molti colori diversi e di tingere più parti contemporaneamente. A differenza della burattatura dei supporti, la tintura non influisce sulle dimensioni della parte stampata in 3D SLS.

La parte viene immersa in un bagno di tintura durante il processo di tintura, che fornisce un'eccellente copertura di punti difficili da raggiungere su parti con geometrie complesse. Sebbene la tintura offra un'ottima copertura, è importante notare che il colorante di solito penetra solo fino a una profondità di circa 0,5 mm. Ciò significa che con il tempo l'usura potrebbe erodere il colore del colorante sulla superficie del pezzo, riportando il colore della polvere stampata originale.

Verniciatura a spruzzo e laccatura

Un'altra opzione per la post-elaborazione dei pezzi SLS è l'applicazione di lacche e vernici spray. È possibile utilizzare vernici, trasparenti e pitture diverse per ottenere un'ampia gamma di finiture diverse per scopi funzionali ed estetici. Con le lacche, i pezzi possono essere lavorati per ottenere finiture metalliche o lucide. Queste finiture rafforzano la resistenza all'usura e aumentano la durata della superficie e l'impermeabilità. Sebbene le vernici a spruzzo e le lacche presentino molti vantaggi, è importante sapere che questi processi sono meno efficienti rispetto alla tintura e che il processo avrà un impatto sulle dimensioni del pezzo.

Rivestimenti di impermeabilità

Per le parti stampate in 3D SLS che richiedono una maggiore impermeabilità possono essere necessari rivestimenti diversi. Ad esempio, i rivestimenti in silicone e vinilacrilato possono garantire un'eccellente impermeabilità per proteggere le parti. D'altra parte, il poliuretano (PU) è inefficace come rivestimento impermeabile per le parti SLS. Come per le vernici a spruzzo e le lacche, i rivestimenti impermeabili influiscono sulle dimensioni del pezzo.

Rivestimenti metallici

Per quanto riguarda i rivestimenti in post-lavorazione, anche i rivestimenti metallici sono un'opzione per le parti stampate in 3D SLS. I rivestimenti metallici possono assumere la forma di acciaio inossidabile, rame, nichel, oro e cromo. Questi rivestimenti metallici migliorano la resistenza del pezzo e possono anche renderlo conduttivo all'elettricità. I rivestimenti metallici sono desiderabili per molti pezzi dal punto di vista estetico. Nonostante i vantaggi dei rivestimenti metallici, essi aumentano i costi di produzione e i tempi di realizzazione del progetto.

Spessore delle pareti

 

Lo spessore delle pareti del pezzo è un fattore critico da considerare quando si pianifica il progetto. Le pareti devono essere sufficientemente spesse da garantire che il pezzo non collassi durante il processo di stampa 3D SLS o sul campo durante il normale funzionamento. Per la maggior parte delle parti stampate in 3D SLS, lo spessore delle pareti deve essere compreso tra 0,7 mm (per la PA 12) e 2,0 mm (per la poliammide caricata con carbonio). In alcuni casi, se si utilizza una struttura di supporto, è possibile avere pareti sottili fino a 0,6 mm.

Dimensione del foro

A differenza della produzione sottrattiva, la stampa 3D SLS stampa i fori mentre il pezzo viene stampato, anziché farli dopo la stampa. Sebbene questo sia un vantaggio significativo della stampa 3D SLS, è importante tenere presente che i fori devono avere un diametro minimo di 1,5 mm. La progettazione di fori di queste dimensioni garantisce che la polvere in eccesso non rimanga bloccata nei fori.

Dimensioni del pezzo

Per quanto riguarda la stampa 3D SLS, le dimensioni massime dei pezzi sono 340 mm × 340 mm × 605 mm. Dall'altro lato, la dimensione minima consigliata per le caratteristiche è di 0,75 mm.

Tolleranza

Il grado di precisione dimensionale dipende dalla stampante SLS 3D utilizzata e dalle dimensioni del pezzo stampato. La stampa 3D SLS è in grado di stampare con un elevato grado di precisione. Sebbene la stampa 3D SLS sia altamente precisa, è fondamentale limitare le tolleranze ai punti più critici del pezzo, comprese le aree di accoppiamento. Se si utilizzano troppe tolleranze, il processo SLS diventerà meno efficiente.

Incavo

Una delle caratteristiche più interessanti delle parti stampate in 3D con SLS è che possono essere scavate per ridurre il peso e risparmiare sui materiali. Per le aree scavate del progetto, è necessario prevedere dei fori di fuga che consentano di rimuovere la polvere in eccesso dalle aree scavate.

Assemblaggio di parti ad incastro

Un altro aspetto molto interessante della stampa 3D SLS è la possibilità di stampare parti interconnesse e mobili in un unico processo. Ciò significa che non è necessario stampare parti separate prima di poterle assemblare. Quando si progettano parti a incastro, utilizzare uno spazio minimo di almeno 0,5 mm.