BLOG / 04 marzo 2024

Fuse 1: la stampante compatta per la stampa 3D SLS di parti funzionali in nylon

Fuse 1 è la stampante 3D SLS ad alte prestazioni più recente di Formlabs. Il costo contenuto e le dimensioni compatte la rendono adatta anche alle piccole aziende che possono stampare in 3D parti funzionali in nylon di alta qualità attraverso la tecnologia di sinterizzazione laser selettiva di livello industriale.


Fuse 1 è la stampante 3D SLS di Formlabs, pensata per colmare il divario tra le costose stampanti 3D industriali a sinterizzazione laser selettiva e la necessità sempre più frequente di disporre di un sistema additivo in grado di realizzare parti funzionali di alta qualità ma con un ingombro ridotto e di offrire un flusso di lavoro completo e semplificato con un prezzo nettamente inferiore rispetto ai sistemi con tecnologia SLS tradizionali.

La stampante 3D Fuse 1 con tecnologia SLS utilizza un singolo laser e ha una camera di stampa più piccola che richiede meno calore. La polvere del materiale plastico utilizzata viene esposta a temperature elevate per periodi di tempo brevi e per questo non è necessario usare gas inerti e impianti per il trattamento dell'aria. Inoltre, la stampante funziona con la normale alimentazione a corrente alternata, grazie al ridotto consumo energetico e non necessita di infrastrutture specializzate.


Formlabs Fuse 1 è dotata di una soluzione in corso di brevetto chiamata armatura superficiale, una scocca semi-sinterizzata che mantiene l'area attorno alle parti a una temperatura uniforme durante la stampa, garantendo un’eccellente finitura superficiale, proprietà meccaniche uniformi, un’elevata affidabilità e un alto tasso di rigenerazione.

Benchè le stampanti 3D industriali compatte SLS come Formlabs Fuse 1 offrano generalmente un volume di costruzione leggermente ridotto rispetto ai sistemi SLS tradizionali, esse presentano indubbiamente diversi vantaggi, come l'ingombro ridotto, un prezzo più basso e un flusso di lavoro semplificato, sebbene la qualità delle parti stampate sia elevata.


Fuse 1: quali materiali utilizza per stampare in 3D con SLS?

Come è noto, il materiale di stampa 3D più usato con la tecnologia di sinterizzazione laser selettiva è il nylon, un polimero termoplastico sintetico della famiglia dei poliammidi. Si tratta di una termoplastica ingegneristica molto efficiente adatta tanto alla prototipazione funzionale quanto alla produzione per utilizzo finale. Il nylon è ideale per assemblaggi complessi e parti durevoli dall’elevata stabilità ambientale.

stampa 3D sls nylonLa stampante 3D Fuse 1 di Formlabs utilizza diverse polveri di nylon per realizzare parti funzionali 3D


Le parti in nylon stampate in 3D con SLS sono robuste, rigide, resistenti e durevoli pertanto sono in grado di resistere agli urti e all’usura ripetuta. Il nylon è in grado di resistere ai raggi UV, alla luce, al calore, all’umidità, ai solventi, agli sbalzi termici e all’acqua. Le parti stampate in 3D in nylon possono anche essere biocompatibili e non sensibilizzanti, il che significa che possono essere indossate e utilizzate in sicurezza in numerosi ambiti.

La Formlabs Fuse 1 stampa parti 3D con tecnologia SLS, utilizzando polvere di Nylon 12 (Nylon 12 Powder), il materiale più diffuso nella stampa 3D SLS ma anche PA11 (Nylon 11 Powder) e Nylon 12 GF Powder, un materiale dotato di incredibile resistenza al calore e ottima rigidità per le esigenze di produzione più alte e grazie alla presenza della fibra di vetro in alta concentrazione.

Nylon 12 Powder utilizzata da Fuse 1 di Formlabs è una polvere monocomponente. Altri modelli di stampante 3D a sinterizzazione laser selettiva possono utilizzare anche polveri bicomponenti, come polveri rivestite o miscele di polveri. I compositi di nylon con alluminuro, carbonio o vetro vengono sviluppati per ottimizzare le parti e ottenere maggior resistenza, rigidità o flessibilità. Con queste polveri bicomponenti, viene sinterizzato solo il componente con il punto di transizione vetrosa inferiore, legando entrambi i componenti.

stampante 3D sls Fuse 1

L'ecosistema di stampanti 3D SLS di Formlabs Fuse 1 include anche Fuse Sift, sistema di recupero della polvere sicuro ed efficiente, e Fuse Blast per la finitura dei pezzi.


L'ecosistema per stampa 3D con tecnologia SLS di Formlabs Fuse 1

Per offrire un ecosistema compatto e autonomo che permette la gestione della polvere in modo completo, la Fuse 1 comprende anche Fuse Sift, che combina in un solo dispositivo estrazione delle parti, nonché recupero, conservazione e miscelazione della polvere, e Fuse Blast, la soluzione di pulizia e lucidatura completamente automatizzata e facile da usare per la post-elaborazione di parti stampate in 3D tramite SLS.
Con Fuse 1, Formlabs ha realizzato un vero e proprio ecosistema per la stampa additiva a sinterizzazione laser selettiva che offre un flusso di lavoro semplice e innovativo per trasformare i modelli 3D in parti finite. Inoltre, la camera di stampa modulare di Fuse 1 permette di migliorare il flusso di lavoro e accelerare la produzione delle parti stampate in 3D.


Stampante 3D Fuse 1: principali caratteristiche

  • Tecnologia di stampa 3D: SLS - Selective Laser Sintering
  • Materiali di stampa: Nylon 12 Powder, Nylon 11 Powder, Nylon 11 CF Powder, Nylon 12 GF Powder, TPU 90A Powder, Polypropilene Powder
  • Volume di costruzione: 165x165x300 mm
  • Spessore dello strato: 110 micron
  • Tasso di rigenerazione del materiale: 30-50%
  • Connettività rete: Ethernet e WiFi

 sls stampa 3D applicazioniLa camera di costruzione modulare della stampante 3D Fuse 1 è facilmente intercambiabile

 

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Il flusso di lavoro tipico con la stampante 3D SLS Fuse 1


PROGETTAZIONE E PREPARAZIONE DEL FILE

Dal modello digitale 3D ottenuto dal software di progettazione CAD o attraverso la scansione 3D e la reverse engineering si ottiene il file stampabile in formato STL o OBJ. La stampante 3D con SLS Fuse 1 usa il software di preparazione della stampa PreForm (scaricabile gratuitamente) che consente di duplicare e organizzare in modo semplice le parti all’interno di una griglia tridimensionale, così da utilizzare al meglio il volume di ogni singola stampa. PreForm suggerisce in maniera automatica le impostazioni ottimali di orientamento e posizionamento delle parti, dando la possibilità di effettuare eventuali modifiche qualora sia necessario.

Il software di stampa di Fuse 1 permette inoltre di fare una stima del tempo necessario alla stampa in modo da pianificare agevolmente il lavoro.



STAMPA 3D

Le stampe 3D effettuate con tecnologia SLS possono richiedere da poche ore a diversi giorni, a seconda delle dimensioni e della complessità delle parti, oltre che della loro densità. Al completamento della stampa sulla Fuse 1, è necessario lasciar raffreddare leggermente la camera di stampa all’interno dell’alloggiamento di stampa prima di procedere alla post-elaborazione per garantire proprietà meccaniche ottimali ed evitare la deformazione delle parti. La camera di stampa modulare di Fuse 1 è intercambiabile quindi una volta raggiunto il grado di raffreddamento necessario, è possibile rimuovere la camera di stampa e inserirne una nuova per eseguire un’altra stampa, velocizzando il flusso di lavoro.
 

materiali di stampa 3D SLSLa stampante 3D Fuse 1 è dotata di un display touchscreen per gestire e visualizzare la stampa in corso. Nella foto la Fuse 1 installata presso il Polo Tecnologico SolidWorld Group a Bentivoglio (Bologna).


Fuse 1 è dotata di display touchscreen che mostra in tempo reale il letto di stampa e permette all'operatore di osservare la formazione di ogni nuovo strato. Allo stesso modo è possibile monitorare la stampa dal computer attraverso il software PreForm.



RECUPERO DELLE PARTI E POST-ELABORAZIONE

La post-elaborazione delle parti stampate in 3D e in SLS richiede poco tempo e poca manodopera rispetto ad altri processi di stampa 3D. È facilmente scalabile e offre risultati uniformi per lotti di parti grazie all'assenza di strutture di supporto. Dopo che un lavoro di stampa è stato completato sulla Fuse 1, si rimuovono le parti dalla camera di stampa, si separano e si puliscono per eliminare la polvere in eccesso. Molto spesso, questa operazione viene svolta manualmente presso una postazione di pulizia utilizzando aria compressa.

La polvere in eccesso rimanente dopo aver pulito la parte stampata in 3D viene filtrata per rimuovere le particelle più grandi e può essere riciclata. La polvere non utilizzata si degrada leggermente con l'esposizione ad alte temperature, perciò dovrebbe essere miscelata a materiale nuovo prima di essere utilizzata in lavori di stampa successivi. La possibilità di riutilizzare il materiale per i lavori di stampa successivi rende la sinterizzazione laser selettiva uno dei metodi di produzione con minor spreco.

L'ecosistema di stampa 3D Formlabs Fuse 1 ottimizza questo processo grazie al dispositivo Fuse Sift che permette l’estrazione delle parti e della polvere non sinterizzata, nonché lo stoccaggio, il dosaggio e la miscelatura della polvere per il successivo riutilizzo.

Stampa 3D SLS come funzionaFuse Sift è la stazione di pulizia e riciclo della polvere di nylon progettata per Fuse 1


La Fuse Sift completa il flusso di lavoro della stampa SLS effettuata con la Fuse 1. Offre un sistema sicuro ed efficiente per estrarre le stampe e riciclare la polvere. La Fuse Sift è in grado di erogare e miscelare automaticamente la polvere nuova con quella usata, in modo da ridurre gli sprechi e monitorare le riserve di polvere.

 

POST-ELABORAZIONE ADDIZIONALE

Le parti stampate in 3D con la Fuse 1 sono pronte per l’uso dopo la sinterizzazione. Tuttavia, ciò non esclude la possibilità di eseguire trattamenti addizionali per ottenere una finitura superficiale meno granulosa rispetto a quella ottenibile con la stampa 3D con tecnologia SLS. Le parti possono essere sabbiate o lucidate, verniciate a spruzzo, laccate, placcate e rivestite per ottenere parti con diversi colori, finiture e proprietà come, ad esempio, l’impermeabilità e la conduttività. Le parti SLS ottenute con la Fuse 1 di Formlabs sono di colore scuro, quindi non si prestano a essere tinte.

 

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