La sinterizzazione laser selettiva (SLS) è una tecnologia di stampa 3D basata sulla sinterizzazione di uno strato di polvere per creare oggetti tridimensionali. È uno dei metodi di produzione additiva industriale più diffusi. In questo articolo analizzeremo in dettaglio il funzionamento di questo processo.
La storia della tecnologia SLS risale agli anni ’80, quando Carl Deckard e Joseph Beaman iniziarono a lavorarci all’Università del Texas ad Austin, negli Stati Uniti. La nascita di questa tecnologia è strettamente legata alla DTM Corporation, che ha ottenuto il brevetto nel 2001, prima di essere acquisita da 3D Systems. Anche altre aziende, come Farsoon Technologies, fondata nel 2009 in Cina, hanno contribuito allo sviluppo di questo metodo di stampa 3D. È interessante sapere che un altro processo simile alla SLS è stato inventato e brevettato nel 1979 da R.F Housholder, ma non è mai stato messo in commercio.
La tecnologia SLS si basa sul principio della fusione a letto di polvere. Le fasi e i componenti principali del processo di stampa sono i seguenti:
La sinterizzazione laser selettiva offre una serie di vantaggi, tra cui :
La sinterizzazione laser selettiva offre un’ampia varietà di materiali compatibili. Sebbene la tecnologia SLS sia principalmente associata ai polimeri plastici, è estremamente versatile. Il nylon, meglio conosciuto come poliammide, è il materiale più comunemente utilizzato. La tecnica è compatibile anche con TPU, polipropilene, allumide, carbonmide, PEBA, PA11 e potenzialmente anche PEEK. Inoltre, è possibile incorporare additivi come carbonio, vetro o alluminio, migliorando così le proprietà meccaniche dei pezzi.
Dopo la stampa i pezzi vengono rivestiti di polvere creando un blocco chiamato “cake” (torta). Per consentire la depolverizzazione e il post-processing, il serbatoio della polvere deve essere raffreddato, il che può richiedere diverse ore. I pezzi vengono poi depolverizzati utilizzando aria compressa o sabbiatura, un metodo che prevede la proiezione di un getto di materiale abrasivo, come particelle di sabbia, ad alta pressione sui pezzi. Le particelle abrasive rimuovono efficacemente la polvere non fusa, lasciando i pezzi con una finitura pulita. Questo metodo garantisce che i dettagli fini e le geometrie complesse non siano ostruiti dai residui di polvere. Una volta pulito, il pezzo può essere utilizzato così com’è, oppure dipinto o verniciato. La verniciatura può migliorare ulteriormente l’aspetto e la durata dei pezzi creati con la tecnologia SLS. Si tratta dell’applicazione di uno strato di rivestimento protettivo sulla superficie dei pezzi per migliorarne l’aspetto e la sensazione al tatto, proteggerli dall’usura e garantirne l’impermeabilità.
La tecnologia SLS trova applicazione in diversi campi, dal design industriale al settore automobilistico, aerospaziale e ingegneristico. Storicamente, i principali attori del mercato sono stati 3D Systems e EOS GmbH, specializzati in sistemi SLS professionali. Tuttavia, con la scadenza del brevetto di questa tecnologia nel 2014, sono emersi nuovi attori, come Formlabs con Fuse 1 e Sinterit con Lisa. Questa aumentata accessibilità della tecnologia sta aprendo nuove prospettive per la stampa 3D SLS, avvicinandola a un pubblico sempre più ampio.
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*Crediti per la foto di copertina: EOS
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