FDM

La deposizione a filamento fuso fu inventata nel 1990 da S. Scott Crump e successivamente commercializzata, a partire dal 1990, da Stratasys, che oggi è il secondo più grande produttore di stampanti 3D al mondo per fatturato annuale, appena dietro a 3D Systems. Esistono decine di diverse stampanti a estrusione di filamento e tutte, con diverse precisioni e velocità, funzionano in modo pressoché identico. Esse fondono ed estrudono un filo – o filamento – di termoplastica (solitamente ABS, PLA o Nylon) attraverso un ugello, per disegnare tutte le linee che formano le pareti, interne ed esterne, di un oggetto tridimensionale.

Non è totalmente diversa dalla SLA, solo che invece di disegnare le linee che formano l’oggetto sulla resina, solidificandola con un laser, le disegna su un piano di stampa, sciogliendo la plastica. L’apparato che scioglie e dirige il filamento di plastica si chiama “estrusore”.

2.3.1a - FDM - Stratasys - 900mc

Come per tutte le altre forme di stampa 3D, le istruzioni seguite dall’estrusore sono contenute in un file digitale di formato generalmente STL od OBJ. Rispetto alle tecnologie basate sulla fotopolimerizzazione delle resine, la qualità esteriore degli oggetti realizzati mediante le stampanti FDM, anche le più avanzate e costose, dipendono dall’altezza dello strato di termoplastica estruso, che può arrivare a una risoluzione massima di circa 30-50 micro ma generalmente, per le stampanti 3D a basso costo, si attesta intorno ai 100 micron.

Questo significa che le linee sono più visibile e che gli oggetti spesso necessitano di ulteriori processi di finitura. Allo stesso tempo è possibile utilizzare materiali più resistenti e quindi produrre oggetti più duraturi e anche destinati all’utilizzo finale. Inoltre la tecnologia FDM, a livello teorico, non ha limiti dimensionali. Oggi la stampante 3D FDM industriale più grande è la gigantesca Fortus 900 di Stratasys ma, con il cambiamento del rapporto tra costi e benefici, in futuro esisteranno stampanti 3D FDM capaci di produrre oggetti sempre più grandi. Un primo esperimento (non particolarmente fortunato) in questo senso è la gigantesca Kamer Maker, con cui gli architetti olandesi dello studio DUS stanno stampando in 3D un’intera casa in plastica.

2.3.1c - FDM - MakerBot - Repicator 2X

Le difficoltà incontrate in questo progetto evidenziano i limiti della stampa 3D FDM. Per definizione le termoplastiche formano l’oggetto sono suscettibili alla temperatura e ai cambiamenti di temperatura esterni e quindi, senza una camera di isolamento e di controllo della temperatura le pareti stampate in 3D via FDM possono imbarcarsi e deformarsi. La tecnologia FDM di base, però, è tra le più semplici in assoluto da replicare. Anche grazie al movimento RepRap, un progetto collaborativo globale “open-source” (in cui cioè tutte le scoperte e i design sono condivisi liberamente), sono queste le stampanti che sono oggi più accessibili in termini di costi. Pur mantenendo – in alcuni casi – una filosofia open-source, marchi come l’americana MakerBot, l’olandese Ultimaker e l’italiana Sharebot hanno avviato business profittevoli producendo e vendendo centinaia e migliaia di stampanti FDM desktop, anche a prezzi inferiori ai 1.000-2.000 euro.

2.3.1b - FDM - MakerBot - Replicator Family

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