Stampanti aperte, con camera attiva e con camera passiva.

Tutte le plastiche, quando estruse ad alta temperatura, subiscono una contrazione durante il raffreddamento che può variare dallo 0,3% al 4%. Questa contrazione può causare deformazioni se il raffreddamento non è uniforme e graduale, portando a problemi come il warping, la delaminazione degli strati o deformazioni dimensionali del pezzo.

Tabella 1. Percentuale di contrazione di vari materiali plastici utilizzati nella stampa 3D FFF. Fonte: SpecialChem.com

Per evitare questo problema, idealmente la temperatura nell'area del pezzo dovrebbe essere leggermente inferiore alla temperatura di transizione vetrosa del materiale (Tg) durante tutto il processo di stampa, e una volta completata la stampa, dovrebbe essere gradualmente ridotta alla temperatura ambiente.

Tabella 2: Tg e temperatura di stampa di vari filamenti. Fonte: Filament2print

I materiali che subiscono basse percentuali di contrazione (meno dello 0,5%) non richiedono il riscaldamento dell'area del pezzo, poiché gli effetti della contrazione sono praticamente trascurabili, quindi possono essere stampati perfettamente su stampanti 3D aperte, anche pezzi di grandi dimensioni. Questi materiali includono principalmente il PLA e la maggior parte dei filamenti PETg (ma non altri copolimeri come il PET o il CPE) e i loro derivati.

È possibile stampare materiali con percentuali di contrazione più elevate su stampanti aperte, tuttavia questa possibilità è limitata a pezzi di piccole dimensioni, quindi con questo tipo di materiali si consiglia di utilizzare stampanti chiuse o con camera riscaldata attiva.

Immagine 1: Stampante 3D aperta. Fonte: Prusa3D

Le stampanti aperte sono raccomandate principalmente per la stampa di PLA, PETg e filamenti flessibili.

Stampanti chiuse o con camera riscaldata passiva

Le stampanti chiuse sono quelle il cui area di stampa è completamente chiusa. Alcuni produttori utilizzano il termine camera riscaldata passiva, poiché tendono a trattenere il calore generato dalla piattaforma di stampa.

La temperatura interna che queste stampanti possono raggiungere varia notevolmente da una stampante all'altra a seconda del materiale con cui sono costruite, del loro volume, della temperatura della piattaforma di stampa, della qualità dell'isolamento e della temperatura della stanza in cui sono posizionate. In generale, le migliori sono in grado di fornire temperature comprese tra 45 °C e 65 °C nella migliore delle ipotesi.

Anche se queste temperature non sono molto elevate, si avvicinano alla Tg di materiali come il Nylon, l'ABS o l'ASA, facilitandone la stampa e consentendo di produrre pezzi di dimensioni maggiori. Anche se questo tipo di stampanti migliora notevolmente la stampa con questo tipo di materiali, possono fallire con pezzi di grandi dimensioni. Questo tipo di stampanti è consigliato per la stampa di pezzi di piccole e medie dimensioni in PETg, ABS, ASA, Nylon o HIPS.

Immagine 2: Stampante 3D con camera riscaldata passiva. Fonte: Raise3D

In generale, non è consigliabile utilizzare il PLA in questo tipo di stampanti quando sono completamente chiuse, poiché il calore generato può superare la Tg del filamento, causando l'ammorbidimento all'interno dell'hotend e causando un intasamento.

Stampanti chiuse con camera riscaldata attiva

Sono quelle stampanti 3D in grado di controllare la temperatura all'interno della camera. Solitamente sono dispositivi più complessi e costosi rispetto ai precedenti. Si caratterizzano anche per l'inclusione di hotend ad alta temperatura (400 °C - 500 °C) e sistemi di raffreddamento a liquido.

Esistono due tipi: quelli ad alta temperatura e quelli a bassa temperatura.

Camera riscaldata a bassa temperatura

Le stampanti con camera riscaldata attiva a bassa temperatura solitamente consentono temperature massime controllate tra 80 °C e 120 °C. Sono orientate alla produzione di pezzi in ASA, ABS, Nylon o PC di alta qualità e di grandi dimensioni.

Immagine 3: Stampante 3D con camera riscaldata a bassa temperatura. Fonte: 3ntr

Anche se queste stampanti 3D vengono talvolta pubblicizzate come compatibili con il PEEK, solitamente non sono compatibili con tutti i tipi di PEEK, ma solo con alcuni PEKK a bassa temperatura e sempre limitati a pezzi di piccole dimensioni.

Questo tipo di stampanti 3D sono le ideali per produrre pezzi in ABS, ASA, Nylon e PC che richiedono una buona stabilità dimensionale e basse deformazioni, quindi sono la scelta migliore per produrre pezzi tecnici o componenti funzionali con questi materiali.

Camera riscaldata ad alta temperatura

In generale consentono di controllare temperature nell'intervallo tra 160 °C e 180 °C. Si tratta di stampanti specificamente orientate alla produzione di pezzi in PEEK, PEKK e PEI, quindi non è comune utilizzare altri tipi di materiali. Si tratta di dispositivi con un costo elevato che richiedono personale specializzato e addestrato per l'uso.

Immagine 4: Stampante 3D con camera riscaldata ad alta temperatura. Fonte Dynamical3D

Nel momento di selezionare il tipo di stampante, è molto importante stabilire in anticipo quali tipi di pezzi e quali materiali verranno utilizzati.

In questa guida vengono trattati concetti in generale e senza concentrarsi su un marchio o modello specifico, anche se possono essere menzionati in qualche momento. Possono esistere differenze significative nei procedimenti di calibrazione o regolazione tra diverse marche e modelli, quindi si consiglia di consultare il manuale del produttore prima di leggere questa guida.