Come stampare in 3D a resina

Le stampanti 3D a resina, chiamate anche stampanti SLA (Stereo Lithography Apparatus), utilizzano una particolare resina liquida fotosensibile che esposta sotto i raggi UV polimerizza e passa dallo stato liquido a quello solido.

Le componenti principali che caratterizzano queste stampanti sono:

1. Piano di stampa
2. Sistema di proiezione della luce
3. Vat con pellicola in FEP

1. Piano di stampa

Il primo immancabile componente è ovviamente il piano di stampa che, al contrario della classica stampa FDM, mano mano che il processo avanza sale progressivamente di livello permettendo alla luce di imprimere gli strati successivi del modello.Nelle stampanti a resina il piano è generalmente l’unica parte in movimento ed è azionato da una vite infinita mossa da un motore stepper. Nelle ultime stampanti viene utilizzato un binario a guida lineare, che dona un’ottima precisione al principale movimento che deve compiere in stampa la macchina. Fate molta attenzione a non rovinare la superficie zigrinata di questo componente, quando rimuovete i modelli se riuscite usate sempre una spatola in plastica.

2. Sistema di proiezione della luce

Il secondo elemento è il sistema di proiezione della luce, il metodo che permette l’indurimento dello strato di resina del modello.

Tipicamente abbiamo tre metodi principali:

• Il primo utilizza un laser che disegna lo strato del modello tramite l’ausilio di specchi in movimento.

• Il secondo prevede l’utilizzo di un proiettore DLP che imprime i fotogrammi dei vari strati.

• Il terzo, quello che useremo in questo caso, prevede un proiettore Led monocromatico ai raggi UV che, con tale tipo di luce, permette alla stampante di avere una maggiore velocità nell’imprimere ogni singolo layer del modello.

3. Vat con pellicola in FEP

Ultima componente, ma non per questo meno importante, una vaschetta per contenere la resina liquida dove sul fondo è posta una pellicola in FEP trasparente che permette il passaggio della luce.

Fate sempre molta attenzione a questo componente poiché è estremamente delicato: di fatto è l’elemento in cui avviene la polimerizzazione di ogni strato del vostro modello, quindi non deve avere graffi o solchi sulla superficie.

Il processo di stampa a resina

Il processo nella sua spettacolarità è molto semplice: si agita con cura la resina per qualche secondo e poi si versa la resina nel VAT fino al livello consigliato, che è in genere indicato.

Si avvia la stampa ed il piano si immerge nella vaschetta fino a rimanere distaccato dal FEP ad una distanza convenzionale di circa 50 micron.

Il proiettore UV espone il primo strato e la resina reagisce solidificando. I primi 10 layer in genere verranno esposti alla luce per un tempo maggiore, di circa 60 secondi.

I successivi verranno esposti ad un tempo molto minore, circa 8 secondi a strato.

Ad ogni layer il piano salirà per distaccare il modello dal FEP e per permettere alla resina di livellarsi sul fondo per il successivo strato. Poi scenderà nuovamente posizionandosi all’altezza dello strato successivo. Tutto il processo avverrà sotto un coperchio che protegge la resina nella vaschetta da eventuali inquinamenti di luce esterna.

Raccomandazioni sulla stampa 3D a resina

Purtroppo come si suol dire: non è tutto oro quello che luccica. Le resine hanno necessità di alcuni accorgimenti volti a tutelare la vostra salute.

Infatti, ancora di più che nella stampa FDM, è necessario utilizzare gli opportuni DPI.

Le resine sono dei monomeri instabili che a contatto con la pelle o con le vostre mucose potrebbero nuocere alla vostra salute, quindi durante le operazioni di stampa è vivamente consigliato:

1. utilizzare dei guanti in lattice o vinile
2. utilizzare una mascherina protettiva, se FFP2 è meglio
3. utilizzare degli occhiali protettivi

Inoltre, se pur la Elegoo ha accessoriato la stampante con un filtro ai carboni attivi, è consigliabile stampare in un luogo arieggiato o sotto una cappa con aspiratore adibita a tali usi.

Tipologie di resine

Come per i filamenti di stampa anche con le resine disponiamo di una notevole varietà di materiali, ma per il momento possiamo dire che abbiamo due macro categorie:

la prima include le resine che necessitano di un successivo lavaggio con alcool isopropilico; la seconda, delle nuove resine che hanno fatto impennare l’uso di questa tipologia di stampa e che possono essere lavate sotto della semplice acqua. Attenzione: questo non significa però che non sia necessario utilizzare gli opportuni dispositivi di sicurezza e smaltire in modo corretto gli elementi di scarto.

Lavaggio e cottura del modello dopo la stampa

Una volta che la stampa sarà ultimata sarà necessario effettuare delle operazioni di post produzione che sono:

– Lavaggio del modello in acqua o alcool isopropilico

– Esposizione del modello sotto un bagno di raggi UV per finalizzare la sua polimerizzazione

La resina non usata rimasta nel VAT dovrà essere filtrata prima di riporla nuovamente nel suo recipiente, che dovrà essere mantenuto ad una temperatura ambiente lontano dai raggi solari.

Conclusioni

Cerchiamo di elencare gli aspetti di vantaggio e di svantaggio di questa tecnica di stampa:

• Pro è una stampa adatta a creare modelli estremamente piccoli e dettagliati.
• Contro necessita di una preparazione e post produzione più lunga rispetto alla stampa FDM.
• Pro il processo di stampa per singolo strato è molto più rapido, circa 8 secondi a strato a seconda del tipo di resina utilizzata.
• Pro dona ai modelli una superficie molto liscia, adatta ad essere verniciata.
• Contro con le stampanti più economiche è poco adatta alle stampe per uso meccanico che necessitano di una forte fedeltà dimensionale.
• Pro si riproducono molto bene oggetti ricchi di curve e che necessitano di molti supporti, poiché hanno numerosi sottosquadri.
• Contro a differenza della stampa FDM, conviene stampare i modelli distaccati dal piano e inclinati tra i 30 ed 45 gradi e ciò, a volte, può alterare le geometrie nette e regolari, come ad esempio la stampa un parallelepipedo.
• Pro inserendo più modelli nella medesima stampa il tempo rimarrà invariato, in quanto sarà dettato sempre dalla quota massima del modello più alto.