Quando una nuova tecnologia si affaccia sul mercato ci possono essere tre diverse reazioni: la si odia, la si ama, si prova a capirne i pro e i contro. Le stampanti 3D non fanno eccezione, e sono circondate da leggende e miti. Negli ultimi mesi se ne sono sentite di tutti i colori, dalle stampanti 3D usate per costruire case in mezza giornata agli organi artificiali, sempre fatti in casa. Con l’aggiunta del mito americano: si sa, gli americani sono sempre più avanti. Fa niente che, a guardare più da vicino, il fenomeno sia più europeo che americano. Con il paradosso, tutto italiano, di avere proprio in Italia, a Milano, il maggior numero di negozio di stampa 3D. In tutta questa confusione vale la pena fare il punto delle cose più importanti da sapere prima di comprare una stampante 3D.
1. Come funziona una stampante 3D
Cominciamo con i diversi tipi di stampante 3D. Perché proprio come esistono diverse tipologie di stampanti tradizionali, anche le stampanti 3D possono utilizzare diverse tecnologie. Di solito, quando si parla di stampa 3D, si intendono modelli FDM, ma non sono gli unici disponibili. Al momento possiamo scegliere tra 3 diverse tecnologie di stampa 3D
Fused Deposition Modeling (FDM)
Il modello più economico, più facile da costruire, da trovare e da comprare. Utilizza come inchiostro un materiale plastico fuso, che solidifica al contatto con l’aria. L’oggetto viene costruito strato dopo strato. E’ una modalità di stampa addittiva, perché aggiunge materiale.
Stereolithography
Questo tipo di stampante 3D è molto più costosa ma anche molto più precisa. Si parte da una forma di plastica fotosensibile e si utilizza un raggio di luce ultravioletta per modellarla. Molto lenta, ma molto precisa. E molto costosa.
Selective Laser Sintering (SLS)
L’unica stampante che riesce a stampare il metallo. Utilizza fasci laser e polveri metalliche. Costosissima, ma ottima per usi settoriali in cui la precisione è fondamentale. O in cui cui si deve per forza usare del metallo, magari per questioni di resistenza o di conducibilità elettrica.
2. Costruire o comprare?
La soluzione più economica è costruire da soli la propria stampante 3D. Ovviamente intendo una di tipologia FDM, le altre direi sia obbligata la scelta dell’acquisto.
Non è una questione peregrina. In rete si possono trovare tutorial su come creare una rudimentale stampante 3D, oppure anche le componenti da assemblare. Molti decidono per la creazione in proprio, e ha un senso: alla fine la filosofia alla base della stampa 3D è la stessa alla base del bricolage: creare qualcosa con le proprie mani. Ovviamente se interessa solo la stampa degli oggetti e non la comprensione a fondo della tecnologia utilizzata, e si vuol spendere un po’ di più, allora ci si può orientare verso l’acquisto di una stampante 3D giù assemblata, testata e funzionante.
3. Quanto costa una stampante 3D
I modelli base, quelli più economici, partono da qualche centinaio di euro. Ma sono pensati per un utilizzo amatoriale, da hobby. Per avere un minimo di qualità di stampa attualmente occorre spendere almeno 1000 euro, mentre per un utilizzo professionale non si trova nulla a meno di 2000 euro.
Come per la stampa tradizionale su carta è ipotizzabile un calo dei prezzi e contestualmente un aumento della qualità delle stampanti 3D con il crescere della loro diffusione. Non è però ancora chiaro quanto può essere ampio il bacino di acquirenti, e quindi adesso è difficile ipotizzare la fascia in cui si stabilizzerà il prezzo tra qualche anno.
4. Cosa si usa per stampare in 3D
Come esistono diversi tipi di stampante 3D, esistono almeno due diversi inchiostri 3D per la stampa FDM. Il prezzo è alto, ancora, circa 30 euro per chilo d’inchiostro. Oppure 3 euro per filo, se viene venduto in questa forma.
Poly Lactic Acid (PLA)
L’inchiostro 3D PLA è una plastica derivata dal mais, consigliata sopratutto per chi è alle prime armi con la stampa 3D. E’ indicato in particolar modo per la creazione di oggetti piccoli, magari da utilizzare in casa. Le sue principali caratteristiche sono
- è biodegradabile
- si raffredda rapidamente, e questo rende semplice la stampa in 3D
- permette di stampare oggetti colorati e traslucidi
Gli svantaggi più gravi di questo inchiostro sono due
- è una plastica con un basso punto di fusione, quindi tende a deformarsi con il caldo: non va usato per creare oggetti da utilizzare in cucina o per cucinare
- è difficile da utilizzare se si vuole creare un oggetto elaborato, magari con articolazioni o parti intercambiabili.
Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS)
La plastica ABS è a base di petrolio ed è scelta principalmente per la sua resistenza e flessibilità. La foto qui sopra mostra dei mattoncini Lego 3D creati con una stampante 3D, e sono in tutto simili agli originali. Utilizzare inchiostro 3D di tipo ABS è una scelta molto diffusa da chi ha imparato a maneggiare almeno un po’ la stampa 3D FDM
I suoi vantaggi principali sono:
- la sua sua flessibilità: è semplice creare parti mobili o articolazioni
- il suo punto di fusione più elevato permette di creare oggetti che non si deformano facilmente, nemmeno se utilizzati in cucina o tenuti sotto il sole cocente
Ci sono però anche un paio di svantaggi da tenere in considerazione:
- innanzitutto ci vuole un po’ di tempo perché si raffreddi, quindi creare oggetti richiede molta più attenzione e precisione rispetto a quando si utilizza la plastica PLA
- durante la stampa la plastica ABS emette del fumo
Come scegliere l’inchiostro 3D
La scelta del materiale è determinata dal tipo di oggetto che si intende creare. E dal tipo di stampante che si possiede: non tutte le stampanti accettano entrambi gli inchiostri, sopratutto se sono stampanti 3D economiche.
5. Sicurezza
A differenza della stampa tradizionale su carta ci possono essere dei rischi durante la stampa in 3D. Due sono le cose da tenere presene per stampare e lavorare in sicurezza
- la stampa 3D utilizza della plastica riscaldata, quindi va prestata attenzione sia al piano di lavoro che alla stampante stessa per non incorrere in scottature o ustioni
- alcune stampanti, sopratutto quelle che utilizzano inchiostro ABS, emettono del fumo durante il processo di stampa: è consigliato stampare in un ambiente ventilato e, magari, utilizzare delle mascherine per evitare di inalare i fumi.
Inoltre è consigliabile evitare di creare stoviglie, posate o bicchieri: gli additivi contenuti nell’inchiostro possono essere tossici se ingeriti.
6. La qualità di stampa
Dipende molto da quello che si intende stampare, ma esiste una varietà abbastanza ristretta di precisione ottenibile con una stampante
3D. Prima di acquistare una stampante è consigliabile valutare la velocità di movimento della testina: più è rapida più particolari si possono stampare. Meglio ancora è avere la possibilità di confrontare i risultati della stampa, magari con dei modelli di esempio.
A differenza della stampa tradizionale non esiste ancora una misura oggettiva per determinare la qualità di una stampante 3D: bisogna armarsi di pazienza e confrontare personalmente i vari modelli a cui si è interessati.
7. I modelli 3D
Per stampare un oggetto occorre avere a disposizione un suo modello 3D. In internet si possono trovare molti siti da cui scaricare modelli 3D gratis, basta una ricerca su Google. Bisogna prestare però attenzione al livello di dettaglio del modello, alcuni modelli possono essere troppo dettagliati per le caratteristiche della stampante utilizzata.
In alternativa è possibile creare da soli il proprio modello 3D da stampare, a patto di saper utilizzare un programma di modellazione 3D. Per oggetti semplici non occorre molta esperienza, ma per progetti più elaborati la cosa può diventare difficile.
8. I file STL
Dopo aver trovato il modello 3D da stampare occorre spiegare alla stampante come leggerlo e come utilizzarlo. Di solito si converte il modello in un file STL, ovvero in un modello 3D composto da tanti triangoli, ognuno con la sua coordinata spaziale. Non è difficile ottenere un file STL a partire da un modello 3D: quasi tutti i programmi CAD hanno una funzione che permette di farlo automaticamente.
9. La stampa in 3D
La stampa in 3D richiede un programma che spieghi alla stampante stessa come posizionare l’inchiostro. Esistono delle applicazioni da acquistare che si occupano di convertire i file STL in comandi per le stampanti 3D. Però sostanzialmente tutte le stampanti hanno il proprio programma di stampa predefinito da installare sul PC: è consigliabile utilizzare quello per evitare problemi di compatibilità.
10. Gli appassionati
Infine non bisogna dimenticare che esiste una vasta comunità mondiale di appassionati alla stampante 3D. Per qualsiasi dubbio, problema, necessità, è possibile chiedere consiglio in rete: molti saranno felici di aiutare e dare una mano.