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Tecnologia: Selective laser sintering

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Selective laser sintering: Benvenuti in questa nuova rubrica dedicata alla discussione e introduzione alle tecnologie di manifattura additiva. In questi articoli settimanali analizzeremo di volta in volta una tecnologia più o meno conosciuta. Caratterizzandola a grandi termini per avere un’idea più chiara di tutte le sfaccettature della stampa 3D che, come vedremo, non si limitano solamente al FDM a filo e alle stampanti a resina.

La prima tecnica che analizzeremo è usata per processare polimeri ed è l’sls o selective laser sintering.

Il processo di costruzione del componente parte dal materiale vergine in forma di polvere. Viene posto in tramogge laterali alla piattaforma di costruzione o in una camera laterale (come si può vedere in foto). I materiali trattati sono solitamente Nylon PA12, PA11, PA6 in varianti normali e caricate con particelle come vetro or glass filled, alluminio, fibra di carbonio corta.

La polvere è distribuita sulla piattaforma di costruzione da un roller (detto anche rake o racla) che crea con il suo movimento, da un lato all’altro della piattaforma di costruzione. Questo forma uno strato di polvere uniforme e di spessore costante. Lo spessore è deciso dal movimento della piattaforma di costruzione (build platform – asse z di costruzione) verso il basso. La sorgente di energia che porta a fusione il materiale è un laser, che attraverso due set di lenti viene prima focalizzato e poi diretto su tutta l’area della piattaforma (assi x & y) creando strati dello spessore 100 micron.

Ecco l’immagine che chiarisce le idee

Selective laser sintering

La camera di costruzione della macchina è riscaldata ad una temperatura tale da avvicinarsi alla temperatura di fusione del polimero. Questo permette di contenere i ritiri e le deformazioni dei componenti prodotti grazie alla ridotta differenza di temperatura.

Questa caratteristica permette inoltre alla sorgente di energia (laser) di essere di potenza ridotta. In quanto deve fornire solamente l’energia per passare dalla temperatura della camera a quella di fusione. Alla fine del processo di costruzione è quindi necessario aspettare il graduale raffreddamento della camera di costruzione, che deve essere lento per permettere un ritiro e raffreddamento uniformi e prevenire deformazioni derivanti dagli stress termici.

Questa tecnologia presenta dei vantaggi per quanto riguarda i supporti. La polvere essendo riscaldata e compattata, è auto-supportante: non sono quindi richiesti supporti di alcun tipo e durante la costruzione si può effettuare un nesting tridimensionale dei componenti che si vogliono produrre, come si può notare nell’immagine seguente

Selective laser sinteringSelective laser sintering

I componenti, una volta terminato il processo di costruzione, devo essere sabbiati per di rimuovere la polvere parzialmente sinterizzata sulle pareti del componente.

La polvere non usata può essere setacciata e riutilizzata, ma solo quella “libera” e non vicina al pezzo. Quest’ultima infatti è stata parzialmente sinterizzata data la sua vicinanza alla zona totalmente sinterizzata del pezzo.


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