La tecnologia additiva della stampa 3D porta una varietà di vantaggi per la realizzazione in azienda di prototipi e piccole parti. In questo, progettazione e stampa non sono due momenti separati, ma fortemente integrati, come spiega Davide Colleoni, Application Engineering di SolidWorld. L’azienda ha tra le sue attività principali la vendita e la consulenza relativa al software di progettazione 3D Solidworks, e fa inoltre parte di The3DGroup, realtà composta da 11 aziende che coprono tutte le fasi della filiera 3D per il manifatturiero, compreso il mondo della stampa.

“Parte della nostra attività consiste nel far capire come la fase stessa della progettazione può e deve cambiare per sfruttare al massimo i nuovi strumenti di stampa a disposizione – spiega infatti Colleoni -. Il programma spesso non dà indicazioni, lascia che l’esperienza del progettista lo porti a imparare. Noi invece cerchiamo di aiutarlo in anticipo, per evitare che rinunci a opportunità nuove per mancanza di tempo o dia la colpa al cattivo funzionamento della stampante nel caso in cui i risultati non siano quelli sperati”.

Tanto per iniziare, un fattore cui è opportuno prestare attenzione è la direzione della stampa. Un pezzo prodotto in additivo va infatti stampato in funzione delle forze cui sarà sottoposto una volta installato. Dal momento che la produzione additiva procede per stratificazione, la resistenza del singolo strato sarà maggiore rispetto a quella fra strati sovrapposti. Ciò comporta che se ad esempio si deve stampare un gancio, sarà opportuno stamparlo in orizzontale, poiché le sollecitazioni maggiori cui sarà sottoposto saranno in verticale. A livello di progettazione va quindi posta molta attenzione ai cosiddetti raggi di raccordo.

“A seconda del materiale che si utilizza, o della tipologia di macchina FDM – continua Colleoni -, il filo che viene colato avrà un determinato spessore. Se progettiamo raggiature molto piccole rispetto al filo, rischiamo che l’oggetto abbia una superficie scalettata, cosa che non avviene se si progettano raggiature più ampie”. La stampa 3D consente quindi di stampare in azienda non solo piccole parti da montare, ma assiemi già assemblati. A livello pratico è un vantaggio fondamentale, che riduce i tempi e le difficoltà di montaggio, soprattutto in caso di parti piccole. A livello progettuale questo implica che è necessario ‘lasciare aria’ tra le parti dell’ingranaggio, così che i pezzi poi si possano muovere.

“Nella stampa 3D, la macchina riempie gli spazi vuoti con del materiale di supporto, che viene sciolto durante il lavaggio – spiega l’esperto -. Non ci sono regole specifiche, serve un occhio allenato e la giusta esperienza per valutare quando gli spazi consentono il movimento e quando quel movimento diventa eccessivo. Bisogna inoltre ricordare che, nonostante le stampanti vengano fornite con una macchina chiamata lavatrice che scioglie il materiale di supporto, nicchie troppo piccole, o addirittura cavità isolate, impediscono che il lavaggio sia efficace e tutto il materiale di supporto venga tolto“.

Infine, SolidWorld sottolinea che sebbene la stampa 3D lo renda fisicamente possibile, non si può stampare tutto quello che viene in mente. Il consiglio vale in particolare modo per gli utilizzatori che producono oggetti di design, che dovrebbero evitare le cosiddette ‘geometrie lollipop’, ovvero quelle in cui una parte è molto più grande del resto (come, appunto, i lecca lecca). Infatti, anche se la stampante è perfettamente in grado di crearle, queste sono inevitabilmente fragili. Per questo è utile in fase di progettazione ideare qualche tipo di geometria di raccordo che ridistribuisca le forze in campo.