Che cos’è il warping?
Il “warping” è un tipo di deformazione che si verifica con molti processi di stampa 3D, in particolare in presenza di azioni di riscaldamento e raffreddamento che causano il ritiro del materiale, per cui gli spigoli del pezzo stampato si sollevano e si staccano dal piatto di stampa. La Stereolitografia (SLA) e la Sinterizzazione Laser Selettiva (SLS) sono i processi maggiormente interessati al fenomeno dal warping; anche il Digital Light Processing (DLP) può esserlo, ma non avviene molto spesso, poiché la zone di costruzione è molto piccola. Tra i vari processo, l’SLS è quello che presenta il maggior rischio potenziale di questa tipologia di deformazione.
Gli specialisti di Quickparts sono sempre attenti per tenerti al corrente di quando un pezzo può deformarsi e di cosa può causare questo fenomeno. Valutiamo i potenziali problemi in ogni aspetto rilevante, dal file di progettazione alla temperatura della nostra struttura, al periodo dell’anno e al momento in cui il pezzo arriva a destinazione, e discutiamo con te di ogni fattore utile per prevenire il fenomeno. Tra i suggerimenti utili potrebbero esserci la modifica dei tempi di spedizione, l’invio del pezzo in un contenitore a temperatura controllata o la modifica del file di progetto.
Fattori che contribuiscono
Ti stai chiedendo quali sono i fattori che contribuiscono alla deformazione di un lavoro di stampa con i processi SLS o SLA? Ecco alcuni fattori che possono influenzare il prodotto finale.
Geometria
La geometria, le dimensioni e il design del progetto hanno un ruolo importante nella deformazione di una parte stampate in 3D. Ad esempio, i pezzi sottili e piatti in generale (come una scatola) possono deformarsi, ma anche le aree più spesse possono deformarsi. Qualsiasi area piatta superiore a 6″ (152,4 mm) è a rischio di warping.
Quando stampiamo la plastica in 3D, i materiali prima si espandono leggermente e poi si contraggono quando si raffreddano. Durante il processo di costruzione, l’accumulo di calore nella stampante può causare la deformazione delle parti. Se il materiale si contrae troppo o troppo rapidamente, la stampa può piegarsi sul piatto di costruzione. Per ovviare a questo inconveniente, ci adoperiamo per controllare attentamente le temperature durante la costruzione.
A volte possiamo orientare il pezzo in modo diverso durante la costruzione, ottenendo così un prodotto migliore, ma non sempre questo intervento funziona. In altri casi, possiamo aggiungere delle bretelle per aiutare, ma abbiamo imparato che le bretelle su un pezzo squadrato possono causare la torsione e la distorsione del pezzo, che può essere peggiore del warping.
Materiali
Possiamo realizzare progetti di stampa SLS con un materiale diverso se sappiamo che il pezzo si deforma, e alcuni materiali comportano un rischio di deformazione maggiore di altri. Se il nostro cliente ha bisogno di un pezzo di dimensioni abbastanza grandi e piatto, di solito gli consigliamo di costruirlo con la stampa SLA, perché sappiamo che il pezzo non sarà piatto se viene stampato con il processo SLS. Oppure gli consigliamo di utilizzare un materiale diverso che sappiamo possa funzionare meglio.
La preoccupazione principale dei nostri clienti è l’uso che intendono farne. Alcuni materiali di stampa SLS creano pezzi resistenti e possono essere montati ripetutamente o sottoposti a un certo livello di sollecitazione. Altre volte, invece, consigliamo di stampare in 3D il pezzo in diverse parti da riassemblare successivamente, a seconda dei requisiti del cliente e dell’uso che ne deve fare. L’accuratezza rispetto alla geometria può talvolta essere migliore su un pezzo prodotto in più parti assemblate rispetto a un pezzo monoblocco, che presenterà un maggior rischio di deformazione. Un pezzo da esposizione, ad esempio, che verrà maneggiato con cura, di solito viene stampato bene con il processo SLA, ma un pezzo che deve essere montato su un motore o che deve sopportare ore di test può funzionare meglio con la stampa SLS.
Finiture
Anche la finitura scelta per un pezzo può causare deformazioni. Se un pezzo stampato con SLA o SLS deve essere verniciato, la vernice può talvolta causare la deformazione del pezzo, soprattutto se è presente solo su un lato. Questo aspetto non è molto influenzato dalla temperatura, quanto dalla geometria. Se il pezzo fabbricato è piatto e noi lo verniciamo solo su un lato, un pezzo stampato in modo meraviglioso può deformarsi quando la vernice si asciuga.
Fattori esterni
Il calore e l’umidità sono i principali fattori esterni che causano la deformazione di una parte stampata in 3D. Questi fattori esterne possono derivare da una serie di cause scatenanti, tra cui lo stoccaggio del pezzo in una struttura calda o la spedizione in un veicolo caldo.
Anche il clima dello stabilimento di produzione può influire su alcuni processi di stampa 3D e sulle parti prodotte. L’umidità elevata e il calore possono causare la deformazione di un pezzo se non viene conservato in un ambiente a temperatura e umidità controllate. Anche il materiale scelto contribuisce a questo fenomeno. Nel nostro stabilimento francese, ad esempio, usiamo un materiale composito ad alta temperatura (chiamato HST) esclusivamente per la stampa SLS, perché è più facile costruire una scatola piatta con l’HST rispetto ad altri materiali. La presenza di fibre di vetro in questo materiale limita il ritiro lungo l’asse X del pezzo (parallelo al movimento del rullo della macchina) e, quindi, contribuisce a ridurre il rischio di distorsione. Inoltre, il materiale HST è progettato per resistere a temperature più elevate.
Il nostro team che lavora nelle zone meridionali degli Stati Uniti cerca di non spedire i pezzi stampati con il processo SLS il venerdì, soprattutto durante i caldi mesi estivi. Se i pezzi sono a rischio di deformazione, vengono anche imballati in scatole isolate, ma questa soluzione dura solo 24 ore, il che non consente di trasportare un pezzo o un prototipo durante il fine settimana. I clienti possono anche farsi spedire i pezzi a casa o in un altro luogo, se ne hanno bisogno rapidamente e sanno che non arriveranno prima del fine settimana.
Cos’altro puoi fare?
Parlane con noi! I nostri esperti possono aiutarti a garantire che il tuo pezzo non si deformi se la tua applicazione richiede precisione o resistenza. Possono anche consigliare l´utilizzo di materiali o processi diversi per ottenere risultati migliori per la tua specifica applicazione.
Se stai cercando di ridurre i costi o se devi rispettare una scadenza rigida, fallo sapere al nostro team. A volte può essere più costoso (sia in termini di tempo che di denaro) dover ristampare un pezzo che stamparlo con un altro materiale o un altro processo.
Tutto dipende dall’uso che si intenti fare del pezzo. La stampa SLS permette di utilizzare materiali più resistenti e la durata del pezzo è migliore. La stampa SLA permette di stampare pezzi piatti in modo più preciso, ma il materiale non resiste come i materiali pensati per la stampa SLS.
Inoltre, se la tua applicazione è in grado di funzionare anche con una piccola deformazione in un’area, ma ha bisogno di un’altra area perfettamente piatta, possiamo dare priorità a un aspetto e sacrificarne un altro se non puoi cambiare processo o materiale. Lavoriamo sempre tenendo conto dei tuoi obiettivi e ci sforziamo di stampare con il processo e il materiale che avevi scelto originariamente.
In conclusione
La stampa 3D non è una scienza esatta e non esistono regole specifiche per questi materiali. Il fenomeno del warping è legato alla tecnologia stessa. Pur facendo tutto il possibile per garantire che il pezzo non si deformi, non possiamo sempre sapere cosa succederà finché non viene stampato. A volte non c’è altra scelta che stampare il pezzo o il prototipo e vedere cosa succede. Anche con la nostra vasta esperienza, non possiamo necessariamente prevedere il risultato guardando un disegno. Tuttavia, ci impegneremo sempre per soddisfare gli obiettivi e le aspettative dei nostri clienti.
Sappiamo che le scadenze sono strette e che hai bisogno avere in mano pezzi precisi il prima possibile. I nostri processi interni aiutano a garantire che i clienti non perdano tempo per ricostruzioni o problemi (come il warping) che potrebbero essere evitati.
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