Un’introduzione al post-processing nella stampa 3D

La catena del valore della produzione additiva comprende diverse fasi che permettono di ottenere un pezzo finito e pronto all’uso. C’è naturalmente la fase di stampa 3D, ma anche quella di modellazione, che è all’origine di qualsiasi progetto. Una volta che la stampante 3D ha terminato il suo lavoro, spesso il pezzo deve essere post-lavorato: è qui che entra in gioco il post-processing. Questo comprende tutte le operazioni da eseguire una volta che il pezzo esce dalla macchina, come la pulizia, la finitura superficiale, la ricottura e la colorazione. Le tecniche di post-processing nella stampa 3D sono varie come i processi di produzione stessi e rispondono a requisiti specifici. Ma in definitiva, qual è lo scopo della post-elaborazione nella stampa 3D? Perché questa fase è fondamentale nella produzione dei nostri pezzi? Come è strutturato il mercato? Vi raccontiamo tutto.

Il post-processing nella stampa 3D è utilizzato principalmente per migliorare l’estetica delle parti prodotte e/o per migliorarne le proprietà. Consiste, ad esempio, nel rendere più liscia una superficie o nel cuocere un componente per rafforzarne la solidità e ottimizzarne la resistenza. Mentre alcune tecniche di post-elaborazione possono essere utilizzate con qualsiasi tecnologia di stampa 3D, altre sono indicate solo per una tecnologia. Infatti, un pezzo FDM non può essere lavorato come un pezzo in metallo. La post-elaborazione sarà quindi un punto importante da tenere in considerazione quando si inizia a stampare in 3D.

Il post-processing consente di migliorare l’estetica delle parti stampate in 3D (crediti fotografici: Sinterit)

Le tecniche di post-processing nella stampa 3D

Possiamo individuare diverse categorie di post-processing nella produzione additiva. In primo luogo, la pulizia delle parti. Come suggerisce il nome, questo gruppo comprende tutte le tecniche che rendono un pezzo più pulito: lavaggio, spazzolatura, asciugatura, ecc. L’obiettivo è rimuovere tutto il materiale in eccesso, sia esso polvere o resina. A seconda del processo di stampa utilizzato, questa fase richiederà più o meno tempo. Sappiamo, ad esempio, che con la sinterizzazione delle polveri questa fase richiede spesso molto tempo e allunga i tempi di produzione.

La seconda categoria è la ricottura. Si tratta di sottoporre il pezzo a un aumento di temperatura per migliorarne le proprietà meccaniche, come la resistenza al calore, alla trazione, ai raggi UV o persino la forza o la stabilità termica. Questa fase riguarda principalmente le parti realizzate con materiali polimerici: ad esempio, per i processi in resina, esistono macchine di polimerizzazione progettate direttamente per una particolare stampante, come nel caso delle soluzioni Formlabs. Un altro esempio è rappresentato dalle tecnologie che prevedono l’assemblaggio di polveri o la stampa 3D dei metalli, in cui è necessaria una fase di debinding e sinterizzazione tramite un forno adeguato. Le tecniche di ricottura sono quindi utilizzate per migliorare le proprietà finali e la funzionalità del pezzo.

Crediti foto: MakerBot

Seguono due categorie utilizzate per ottimizzare l’estetica dei pezzi: la finitura superficiale e la colorazione. La prima categoria comprende tutti i metodi che migliorano l’aspetto del pezzo: levigatura, lucidatura, fresatura ecc. Attualmente esistono molti processi per modificare la superficie di un pezzo, aggiungendo o rimuovendo materiale. Ad esempio, la carteggiatura rimuove le irregolarità della superficie, mentre la spruzzatura aggiunge uno strato di prodotto per ottenere una maggiore brillantezza.

La mordenzatura invece permette di fissare meglio il colore quando l’obiettivo finale è quello di verniciare il pezzo finito. La tintura e la pittura sono due metodi oggi utilizzati; la scelta dipende principalmente dal materiale di stampa in questione. Ad esempio, la tintura è più diffusa per i processi con polveri polimeriche, mentre le parti FDM vengono verniciate.

Vantaggi e sfide del post-processing

Il post-processing nella stampa 3D è un passo fondamentale per l’aspetto estetico di un pezzo, ma anche per le sue caratteristiche finali. Grazie alle diverse tecniche, il pezzo stampato in 3D può essere pienamente utilizzato o addirittura commercializzato. Si può così correggere dei difetti e talvolta anche “camuffare” l’aspetto del pezzo stampato in 3D rimuovendo il lato strato per strato. Inoltre, grazie alla post-elaborazione, alcuni pezzi in plastica hanno caratteristiche simili a quelli in metallo, a un prezzo notevolmente ridotto.

Esistono diverse tecniche di colorazione (crediti fotografici: BigRep)

Naturalmente, anche il post-processing ha le sue sfide e i suoi limiti, che il mercato ha cercato di affrontare negli ultimi anni per offrire maggiore flessibilità agli utenti. Infatti, uno dei maggiori ostacoli alla post-elaborazione nella stampa 3D è il tempo che richiede. Secondo lo studio annuale pubblicato da PostProcess Technologies, il 53% dei partecipanti afferma che la sfida più grande è il tempo del ciclo di post-elaborazione: secondo loro, queste fasi sono ancora troppo lunghe e non consentono di beneficiare appieno della riduzione dei tempi di produzione offerta dalla stampa 3D stessa. La ricerca di processi automatizzati è diventata una priorità per molti professionisti del settore che cercano di liberarsi da questi passaggi, che richiedono anche manodopera che potrebbe essere impiegata in altre posizioni strategiche. Inoltre, automatizzando alcune tecniche di post-processing, si potrebbe garantire una maggiore sicurezza per i dipendenti. Questa si conferma una delle tendenze chiave del mercato, tanto nella post-elaborazione quanto nella stampa dei pezzi. Di conseguenza, non vediamo l’ora di scoprire le prossime innovazioni in materia di automazione dei processi!

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*Crediti per la foto di copertina: Protiq