Come funziona la tecnologia FDM
Produzione additiva avanzata per prototipi e componenti funzionali
La tecnologia FDM (modellazione a deposizione fusa), conosciuta anche come FFF (fabbricazione a filamento fuso), utilizza un filamento termoplastico che viene estruso attraverso un ugello riscaldato e depositato strato dopo strato per creare il componente finale. Questo metodo consente di ridurre gli sprechi di materiale rispetto alle lavorazioni tradizionali e permette di personalizzare il riempimento interno dei pezzi, ottimizzando peso, densità e resistenza. Tuttavia, i tempi di produzione possono essere più lunghi a seconda della complessità geometrica delle parti.
Principi di funzionamento
La tecnologia FDM opera secondo un principio di produzione additiva stratificata, in cui il materiale polimerico termoplastico viene riscaldato fino alla sua temperatura di transizione vetrosa ed estruso attraverso un ugello controllato. Il deposito del materiale avviene con un moto programmato su un piano cartesiano, consentendo la realizzazione di geometrie complesse per sovrapposizione sequenziale di layer solidificati. Questo processo, tra i più diffusi nella manifattura additiva, garantisce un’elevata riproducibilità e controllo dimensionale del componente finale.
Vantaggi
L’impiego della tecnologia FDM consente la produzione di componenti con elevata resistenza meccanica, grazie alla possibilità di selezionare materiali ingegneristici avanzati e ottimizzare i parametri di riempimento interno. Questo processo è particolarmente vantaggioso per la realizzazione di prototipi funzionali, componenti strutturali leggeri e pre-serie industriali, offrendo al contempo un’ottima efficienza in termini di utilizzo del materiale.
Svantaggi
Nonostante le sue potenzialità, la tecnologia FDM presenta alcune limitazioni legate alla qualità superficiale del prodotto finito. Alcune geometrie, in particolare quelle realizzate con polimeri rinforzati con fibre di carbonio (CF) o materiali altamente cristallini, possono manifestare visibilità dei layer di stampa e una finitura superficiale non uniforme. Inoltre, le proprietà meccaniche anisotrope possono influenzare la resistenza del componente in base all’orientamento di stampa.
01 - CARICAMENTO DEL FILAMENTO
Un filamento termoplastico viene caricato nella stampante e alimentato all’estrusore. Il materiale può variare (PLA, ABS, PETG, ecc.) a seconda dell’applicazione e delle richieste del cliente
02 - PRERISCALDAMENTO DELL'ESTRUSORE
L’estrusore viene riscaldato alla temperatura di fusione o di transizione del filamento, tipicamente tra 180°C e 270°C.
Il riscaldamento assicura che il filamento si fonda correttamente.
03 - ESTRUSIONE
DEL MATERIALE
L’estrusore spinge il filamento fuso attraverso un ugello sottile.
L’ugello si muove lungo i percorsi generati dallo slicer, depositando il materiale strato dopo strato.
04 - DEPOSIZIONE DEL PRIMO STRATO
Il primo strato viene depositato sulla piattaforma di stampa, che può essere riscaldata a seconda del materiale utilizzato. Il riscaldamento favorisce l’adesione del materiale e riduce il rischio di deformazioni, garantendo una base stabile.
05 - COSTRUZIONE DEGLI STRATI SUCCESSIVI
La piattaforma di stampa si abbassa di un passo, corrispondente allo spessore dello strato, mentre l’estrusore continua a depositare il materiale, costruendo l’oggetto strato dopo strato. Se necessarie, le strutture di supporto vengono generate simultaneamente per garantire la corretta realizzazione delle geometrie.
06 - RAFFREDDAMENTO E SOLIDIFICAZIONE
Il materiale termoplastico si raffredda e si solidifica rapidamente dopo la deposizione. A seconda del tipo di materiale, possono essere utilizzate ventole per accelerare il raffreddamento e ottimizzare la qualità della stampa.
07 - COMPLETAMENTO
Il processo di deposizione e solidificazione del materiale prosegue strato dopo strato fino a quando l’oggetto viene completamente realizzato, rispettando le geometrie e le specifiche progettuali.
08 - POST-ELABORAZIONE (opzionale)
Una volta completata la stampa, l’oggetto viene rimosso dalla piattaforma. Può quindi essere sottoposto a processi di post-elaborazione opzionali, quali la rimozione delle strutture di supporto, innesto di inserti e vapour smoothing.
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