Finitura superficiale della stampa 3D: 9 metodi per levigare i pezzi stampati in 3D

Se avete mai stampato un pezzo in 3D, probabilmente avrete notato subito qualcosa, come delle irregolarità sulla superficie o alcune linee di stratificazione visibili.

È qui che la finitura superficiale della stampa 3D diventa importante. In questo articolo illustreremo i 9 metodi per levigare i pezzi stampati in 3D.

Che cos'è la finitura superficiale nella stampa 3D?

Anche se una superficie appare liscia, osservandola al microscopio si notano piccole asperità e avvallamenti. Questo fenomeno si chiama rugosità.

Altezza massima della rugosità:La distanza tra l'asperità più alta e l'avvallamento più profondo.

Rugosità media: La media di cinque misurazioni individuali.

Rugosità media aritmetica (Ra):L'altezza media delle asperità e degli avvallamenti sull'intera area.

Nella stampa 3D si utilizza di norma Ra (in micrometri) per confrontare la levigatezza delle superfici. Un valore Ra più basso indica una superficie più liscia. La finitura superficiale nella stampa 3D è il grado di levigatezza o rugosità della superficie esterna di un oggetto stampato. Se la superficie è molto liscia, si parla di finitura fine. Se risulta ruvida o irregolare, si parla di finitura scadente.

Di solito il pezzo necessita di ulteriori lavorazioni dopo la stampa, indicate come post-trattamento. Questo contribuisce a migliorare l'aspetto e la sensazione al tatto della superficie.

La stampa 3D realizza i pezzi sovrapponendo strati uno sull'altro. Per questo motivo la superficie può presentare piccole creste e linee. Per renderla liscia è necessario rimuovere o ridurre queste linee con attenzione, senza danneggiare il pezzo.

Perché la finitura nella stampa 3D è importante?

La finitura dei pezzi stampati in 3D è importante per diversi motivi. Alcuni di questi sono:

Per l'estetica

Una superficie liscia o lucidata rende il pezzo migliore nell'aspetto. È possibile controllare il grado di lucentezza, levigatezza o rugosità e persino migliorare colore e texture.

Per la resistenza e la protezione

La finitura può rendere il pezzo più resistente o più protetto da fattori come ruggine, calore o usura. Ad esempio, i pezzi metallici possono essere rivestiti per evitare la corrosione o per favorire la conduttività elettrica.

Per la funzionalità

Alcuni pezzi richiedono una determinata texture superficiale per funzionare correttamente. Ad esempio, due pezzi che si accoppiano strettamente necessitano di una superficie liscia. In altri casi, invece, una superficie ruvida è vantaggiosa, come quando si desidera un migliore trasferimento di calore.

Per la tolleranza

La finitura aiuta a ottenere la dimensione esatta necessaria. Può essere necessario rimuovere un po' di materiale in eccesso o aggiungerne un po' per far sì che il pezzo si adatti perfettamente.

Che cosa influisce sulla finitura superficiale nella stampa 3D?

Se desiderate una buona finitura superficiale, dovete capire quali parametri regolare. Ecco gli aspetti da tenere presenti:

Tipo di stampa 3D

Metodi di stampa 3D diversi danno finiture superficiali diverse. Con la FDM la stampa può risultare ruvida o presentare linee, poiché avviene strato per strato. Con la SLS la superficie può risultare granulosa, poiché è realizzata a partire da polvere.

Il materiale utilizzato per la stampa

Non tutti i materiali si comportano allo stesso modo. Alcuni offrono una finitura più liscia, altri possono risultare ruvidi a causa della loro texture o del modo in cui reagiscono al processo di stampa.

Impostazioni della stampante

Il modo in cui impostate la stampante ha un impatto notevole sulla finitura superficiale. Strati più sottili danno una superficie liscia. Anche la velocità di stampa, la polimerizzazione e le impostazioni di riempimento modificano l'aspetto e la sensazione al tatto della stampa.

Qualità della stampante

La qualità e le condizioni della stampante contano molto. Le stampanti economiche di solito non offrono finiture lisce. Se la stampante è vecchia o non sottoposta a manutenzione, può perdere precisione.

Come misurare la finitura superficiale nella stampa 3D?

Per misurare la finitura superficiale di un pezzo stampato in 3D si utilizza uno strumento chiamato profilometro. È un dispositivo molto sensibile, dotato di una punta sottile e appuntita chiamata stilo, che si muove o scorre sulla superficie della stampa.

Durante il movimento, la punta segue ogni piccola asperità e avvallamento della superficie. Registra questa forma e la macchina utilizza tali dati per calcolare la rugosità della superficie: è così che si ottiene il valore di finitura superficiale.

Il modo più comune per descrivere questa rugosità è un valore numerico chiamato Ra. Come accennato in precedenza, questo numero rappresenta semplicemente l'altezza media di tutte le minuscole creste e valli registrate dalla punta di misura.

Metodi comuni per migliorare la finitura dei pezzi stampati in 3D

Vediamo ora alcuni dei migliori metodi per migliorare la finitura dei Suoi pezzi stampati in 3D. Di seguito trova i dettagli.

Levigatura

La levigatura è il metodo più diffuso e semplice. Basta strofinare la carta abrasiva sul pezzo per rendere la superficie più liscia. Rimuove asperità, bordi taglienti e piccole irregolarità consumandole.

È semplice, economica e funziona bene con la maggior parte dei materiali per stampa 3D. La carta abrasiva è disponibile in diverse granulometrie, ovvero livelli di rugosità. Si inizia con carta grossa per rimuovere le parti ruvide, poi si passa a carta più fine per rendere la superficie più liscia.

Faccia però attenzione a non levigare troppo, altrimenti rischia di rovinare il pezzo. La levigatura richiede anche tempo, quindi non è ideale se deve finire molti pezzi rapidamente.

La superficie finale apparirà opaca. Se desidera una finitura ancora più liscia, può lucidarla oppure applicare vernice o un rivestimento.

Lavorazione meccanica/Rettifica

Anche se la stampa 3D e la lavorazione CNC sembrano tecnologie completamente diverse, in realtà possono integrarsi bene. Può utilizzare la lavorazione meccanica o la rettifica per migliorare il pezzo dopo la stampa.

È un'ottima soluzione quando servono superfici molto lisce o dimensioni precise. La lavorazione meccanica funziona particolarmente bene in zone piccole o difficili da raggiungere, come l'interno di fori o aree curve.

Funziona anche con la maggior parte dei materiali per stampa 3D, sia plastica che metallo.

Placcatura

La placcatura, detta anche galvanoplastica, consiste nell'aggiungere un sottile strato metallico al pezzo stampato in 3D mediante corrente elettrica.

È un ottimo metodo di finitura sia per pezzi in plastica che in metallo. Se il pezzo è in plastica, la placcatura lo rende più resistente, più durevole e in grado di sopportare temperature più elevate.

Per la finitura superficiale della stampa 3D in metallo, la placcatura può proteggere dalla ruggine, migliorare la conduttività elettrica e persino facilitare la saldatura.

La placcatura non serve solo a rafforzare: rende anche i pezzi più belli. Può utilizzare metalli lucidi come oro, argento o cromo per conferire al pezzo un aspetto curato e di alta gamma.

Sabbiatura a sfere

La sabbiatura a sfere è un altro metodo comune per levigare i pezzi stampati in 3D. Funziona proiettando minuscole sfere di plastica o vetro sulla superficie del pezzo. Le sfere colpiscono la superficie e contribuiscono ad appiattire le asperità.

È più rapida della levigatura e riesce a raggiungere zone piccole o difficili da trattare che la carta abrasiva non raggiunge, come angoli interni o fori.

Di solito si inizia con una pressione bassa per valutare quanto materiale viene asportato. Se il risultato è buono, si può aumentare gradualmente la pressione per ottenere i migliori risultati.

Faccia però attenzione: una pressione eccessiva può danneggiare il pezzo o asportare troppo materiale.

Esistono anche altre tecniche simili, come la sabbiatura, la pallinatura e la sabbiatura ad acqua, che funzionano in modo analogo con lievi differenze.

Lucidatura chimica a vapore / Levigatura a vapore

La levigatura a vapore si distingue dagli altri metodi perché non strofina né asporta materiale fisicamente. Utilizza invece un vapore chimico, come FA 326, all'interno di una camera sigillata.

Si inseriscono i pezzi nella camera e il vapore scioglie delicatamente la superficie quanto basta per appianare le minuscole irregolarità e avvallamenti. Si ottiene così una finitura estremamente liscia e lucida.

Questo processo non danneggia il pezzo e funziona molto bene se desidera un aspetto curato e di alta qualità. Tenga però presente che costa più di altri metodi di finitura.

Tamburamento con abrasivi

Il tamburamento con abrasivi, detto anche burattatura, è un metodo usato soprattutto per piccoli pezzi stampati in 3D. Se i pezzi misurano circa 200x200x200 mm o meno, questo metodo può funzionare bene.

Si inseriscono i pezzi stampati in 3D in una macchina tamburatrice riempita di minuscoli granuli ceramici. Quando la macchina vibra, i granuli ceramici strofinano i pezzi. Questo rimuove le asperità e rende la superficie più liscia.

Questo metodo è più incisivo della sabbiatura a sfere e funziona bene con materiali come le stampe MJF o SLS. È una buona opzione se desidera levigare più pezzi piccoli contemporaneamente.

Verniciatura

La verniciatura è uno dei modi più semplici e familiari per migliorare l'aspetto del pezzo stampato in 3D. Come per qualsiasi altro oggetto, consente di ottenere il colore e la finitura desiderati: opaca, lucida o persino metallizzata.

Prima di verniciare, è consigliabile applicare prima un primer e uno stucco. Questi aiutano a levigare la superficie riempiendo piccoli vuoti e irregolarità, così la vernice aderisce meglio e il risultato è più pulito.

Anche la verniciatura aiuta in un altro piccolo modo, perché può sigillare leggermente la superficie. Pur non essendo una tenuta completamente impermeabile, può contribuire a ridurre la porosità (piccoli fori o vuoti), un problema comune nei pezzi stampati in 3D.

Tintura

Quando si tinge un pezzo stampato in 3D, il colore penetra in profondità nella plastica. Con la verniciatura a spruzzo, invece, il colore rimane solo sulla superficie.

La tintura offre colori più brillanti e duraturi e aiuta a evitare problemi come distacco o graffi che possono verificarsi con la vernice spray.

Poiché la tintura non aggiunge spessore, non si perdono i piccoli dettagli. Questo è davvero importante se il progetto è complesso e dettagliato, ed è spesso il motivo per cui si sceglie la stampa 3D.

Molti preferiscono tingere i propri pezzi di nero perché conferisce un aspetto pulito e uniforme su tutta la superficie.

Quali materiali sono adatti alla stampa 3D con elevata qualità superficiale?

Ecco alcuni dei materiali più adatti per ottenere un'elevata qualità superficiale nella stampa 3D:

PLA (acido polilattico)

Se desiderate stampe 3D facili e lisce, usate il PLA. È uno dei materiali più semplici da stampare e offre una superficie pulita e liscia già all'uscita dalla stampante.

Il PLA si deforma poco, quindi potete concentrarvi maggiormente sul design e meno sui problemi di stampa. È perfetto per modelli, decorazioni o prototipi che devono avere un bell'aspetto.

ABS (acrilonitrile butadiene stirene)

L'ABS può offrire una superficie discreta subito dopo la stampa, ma dà il meglio di sé quando lo levigate con acetone. Così ottenete un aspetto molto lucido e professionale.

È resistente e ottimo per realizzare pezzi che devono essere robusti. Se non vi dispiace un po' di post-lavorazione, l'ABS può darvi risultati molto puliti.

PETG (polietilene tereftalato glicole)

Il PETG è un buon compromesso tra resistenza e finitura superficiale liscia. Offre stampe lucide e ordinate con dettagli migliori rispetto all'ABS. È anche facile da stampare e non si deforma facilmente.

ASA (acrilonitrile stirene acrilato)

L'ASA è molto simile all'ABS, ma resiste molto meglio alla luce solare e agli agenti atmosferici. La qualità superficiale è simile e, con un po' di post-lavorazione, può avere un aspetto davvero curato. Se vi serve qualcosa per uso esterno, scegliete l'ASA.

Resina (stampa SLA/DLP)

Se desiderate la migliore finitura superficiale possibile, provate la stampa a resina. Utilizza resina liquida e la indurisce con la luce, quindi gli strati sono estremamente sottili e quasi invisibili.

Le vostre stampe appariranno lisce e dettagliate, anche con pezzi molto piccoli. È perfetto per miniature, gioielli e qualsiasi oggetto che richieda molti dettagli.

Nylon

Il nylon può risultare un po' ruvido se stampato con SLS, ma se lo stampate con MJF o lo levigate dopo la stampa, può avere un aspetto davvero curato.

Il nylon è resistente e, con la giusta finitura, otterrete pezzi puliti dall'aspetto professionale. È ottimo per parti funzionali che devono comunque avere un bell'aspetto.

PC (policarbonato)

Il policarbonato offre una finitura lucida e trasparente, ma a volte mostra maggiormente le linee degli strati perché richiede temperature elevate.

Se impostate correttamente la stampante, potete comunque ottenere un aspetto liscio. È molto resistente e può essere utilizzato quando desiderate sia robustezza che una bella finitura.

Servizi di stampa 3D DEK: prototipazione rapida e parti personalizzate di alta qualità

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Inoltre, vi forniamo rapporti di ispezione delle parti al 100%, così potete fidarvi della qualità dei vostri pezzi. Offriamo anche molti servizi di lavorazione come lavorazione CNC, fresatura CNC, tornitura CNC e stampaggio a iniezione rapido.

In DEK siamo esperti di prototipazione rapida e produzione e vi supportiamo in ogni fase dello sviluppo del vostro prodotto. Contattateci oggi stesso e ricevete un preventivo gratuito.

Conclusione

Questo articolo è pensato per aiutarvi a comprendere le finiture superficiali della stampa 3D e speriamo che vi fornisca informazioni utili. Tuttavia, questo argomento è ampio e in continua evoluzione, poiché la stampa 3D migliora costantemente.

Se avete altre domande, potete sempre contattare i nostri esperti.

Domande frequenti

Quale metodo di stampa 3D offre la migliore finitura superficiale?

Dipende molto da cosa dovete farne. Ogni metodo ha i suoi pro e i suoi contro ed è più adatto a determinati tipi di prodotto. Se l'obiettivo è solo un bell'aspetto, la verniciatura o il rivestimento sono un'ottima scelta.

Ma se il componente deve svolgere una funzione specifica, come condurre elettricità, potreste voler usare un materiale che si possa sottoporre a elettrodeposizione.

La stampa 3D offre una finitura migliore della lavorazione CNC?

Di solito la lavorazione CNC offre una finitura più liscia della stampa 3D. Ma scegliendo la stampante e il metodo di finitura giusti, si può arrivare molto vicino alla levigatezza di livello CNC.