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Stampa 3D PolyJet: 8 consigli di progettazione chiave per migliorare le stampe

Ciao, sono Niko Mroncz, Responsabile Vendite di Xometry. Ho lavorato con un'ampia gamma di tecnologie di stampa 3D dal 2010 e il PolyJet rimane ineguagliabile quando si tratta di combinare dettagli ultra-fini, superfici lisce e flessibilità multi-materiale. Ma a quel livello di precisione si aggiunge la necessità di una progettazione altrettanto minuziosa.

Il PolyJet è una tecnologia di stampa 3D basata su fotopolimeri che emette e polimerizza minuscole goccioline di resina strato su strato utilizzando la luce UV. È eccellente nella produzione di parti estremamente dettagliate e precise, con bordi netti, finiture lisce e geometrie complesse, inclusi assemblaggi a colori e multi-materiale in un’unica fase di produzione.

Questo rende il PolyJet ideale per prototipi visivi, modelli ergonomici, guide mediche e stazioni di controllo della vestibilità in cui il realismo tattile o l’aspetto dettagliato sono importanti.

1. Impostare lo spessore della parete e le dimensioni delle lavorazione per stampe affidabili

Le pareti sottili si deformano o si crepano durante la rimozione del supporto, soprattutto se non supportato. Allo stesso modo, le lavorazioni sottodimensionate spesso non funzionano correttamente o risultano distorte nella stampa, riducendone funzionalità e aspetto.

Regola pratica:

  • Spessore minimo della parete: 1 mm (supportato), 1,5 mm (non supportato); aumentare a 1,5-2 mm nelle aree portanti o soggette a flessione per prevenire la formazione di crepe.
  • Dimensione minima delle lavorazioni: 0,5 mm
Maximum Wall Thickness Icon

2. Lasciare spazio sufficiente per le parti preassemblate e mobili

Il PolyJet può stampare assemblaggi complessi in un unico pezzo, ma senza un gioco adeguato, i componenti potrebbero fondersi durante la stampa. Questo aspetto è particolarmente importante per giunti sferici, cerniere e componenti ad incastro. Utilizzare una spaziatura generosa a meno che il progetto non sia strettamente statico o poco caricato, ed effettuare sempre dei test con i prototipi prima della produzione finale.

Regola pratica:

  • Distanza minima tra le parti assemblate: 0,5 mm
  • Distanza per le parti mobili: 0,5 mm
  • Aggiungere elementi di allineamento (ad esempio perni di centraggio, fessure) per un adattamento preciso
  • Utilizzare elementi di accoppiamento a scatto solo quando è possibile mantenere una precisione di ±0,1 mm, altrimenti optare per elementi di fissaggio post-assemblaggio
Clearance between moving parts

3. Dividere grandi assiemi in sezioni unibili

Le dimensioni massime di stampa di PolyJet sono 490 × 391 × 200 mm. È possibile separare i componenti più grandi per la stampa ed il post-assemblaggio separati e utilizzare elementi meccanici, come incastri a coda di rondine, tagli a forma di puzzle o linguette ad incastro, per migliorare l’allineamento e la resistenza dei giunti.

Pianificare l’assemblaggio in anticipo: lasciare spazio per l’incollaggio e posizionare le fessure in zone nascoste e a bassa tensione per preservare resistenza e finitura. Utilizzare strumenti di sezionamento CAD per creare giunti a puzzle e allinearli con perni o fessure.

Regola pratica:

  • Gioco di assemblaggio: 0,5 mm tra le parti da accoppiare per evitarne la fusione
  • Aggiungere elementi di allineamento (come tasselli, asole, linguette) per facilitare il posizionamento
  • Utilizzare strategie di accoppiamenti come incastri a coda di rondine, tagli a puzzle o incastri maschio-femmina
  • Optare per un incollaggio o accoppiamento per attrito in base alle dimensioni, al carico e alla precisione del pezzo

4. Includere fori di scarico per evitare che la resina rimanga intrappolata

La resina intrappolata provoca difetti e sprechi di materialie. Per evitare questo problema, progettate fori di scarico che consentano alla resina intrappolata di fuoriuscire durante la post-lavorazione. Per sezioni lunghe o profonde, aggiungete punti di accesso o parti removibili per garantire la pulizia degli interni.

Regola pratica:

  • Aggiungere fori di scarico per volumi chiusi più profondi di 50 mm
  • Utilizzare diametri dei fori di 2-4 mm per un drenaggio efficace
  • Per i fori di perni funzionali, utilizzare un diametro minimo di 2 mm
  • Per le lavorazioni non funzionali, evitare fori inferiori a 0,5 mm
  • Aggiungere colonne o linguette sacrificali removibili nelle cavità profonde, al fine di facilitare la pulizia

5. Aggiungere raccordi per rinforzare le lavorazioni sottili o affilate

Angoli interni acuti e giunzioni sottili sono catalizzatori di stress che possono portare a crepe o delaminazioni, soprattutto durante la rimozione o la movimentazione del supporto. L’aggiunta di raccordi riduce questi punti deboli, distribuisce le sollecitazioni in modo più uniforme e migliora l’integrità strutturale.

Questo è particolarmente importante per componenti con pareti sottili o geometrie intersecanti.

Regola pratica:

  • Utilizzare un raggio di raccordo di 0,5-1,5 mm a seconda delle dimensioni del pezzo.
  • Arrotondare tutti gli angoli interni con raccordi ≥ 0,5 mm per evitare cricche da stress.
  • Aggiungere strutture di supporto per i raccordi sporgenti al fine di evitare cedimenti durante la stampa.
Support structure icon

6. Dettagli in rilievo e incisi per una migliore leggibilità

Il PolyJet consente di riprodurre fini dettagli superficiali come loghi, testi e motivi, ma senza le dimensioni appropriate, potrebbero essere stampati male o scomparire durante la post-produzione.

La levigatura o la rimozione del supporto possono offuscare o cancellare dettagli superficiali, quindi vanno dimensionati sempre con profondità o altezza sufficienti per essere visibili.

Regola pratica:

  • Utilizzare caratteri dal font sans-serif per una migliore leggibilità.
  • Spessore minimo della linea: 0,5 mm.
  • Profondità del testo inciso: 0,5 mm.
  • Altezza del testo in rilievo: 0,5 mm (con spessore minimo di 0,8 mm).
Embossing Height Icon

7. Utilizzare strategie di svuotamento per ridurre l’utilizzo di materiali

Le parti cave riducono il peso e l’usura dei materiali, in particolare per componenti estetici di grandi dimensioni o prototipi visivi, e mantengono al contempo resistenza e aspetto. Le parti cave sono consigliabili solo per componenti funzionali non portanti. Mantenere le aree piene attorno a elementi di fissaggio e zone soggette a sollecitazioni.

Utilizzare nervature, supporti interni o reticoli per rinforzare le sezioni cave. Includere sempre fori di scarico per consentire la fuoriuscita della resina non polimerizzata e posizionarli nel punto più basso del pezzo durante la stampa.

Regola pratica:

  • Aggiungere fori di scarico (2-4 mm) per rilasciare la resina intrappolata
  • Posizionare i fori di scarico nel punto più basso della struttura
  • Utilizzare nervature o reticolati per supportare ampie cavità interne

8. Supportare strategicamente sporgenze e lavorazioni libere

La stampa PolyJet utilizza un materiale di supporto idrosolubile simile a un gel che si dissolve dopo la stampa, ma le parti non supportate possono comunque cedere o deformarsi. Le sporgenze con inclinazione superiore a 45° in genere necessitano di supporto, così come gli elementi flottanti e i ponti orizzontali.

Ridurre al minimo la necessità di supporto ottimizzando l’orientamento dei componenti e progettando, ove possibile, elementi autoportanti. Limitare il contatto del supporto a ≤1 mm² per punto per ridurre le imperfezioni superficiali.

Regola pratica:

  • Supportare sporgenze >45° e lavorazioni non supportate
  • Utilizzare punti di contatto minimi (ad esempio forme a goccia) per ridurre i segni
  • Orientare le superfici piane orizzontalmente e inclinare le sporgenze <45° verso la base per ridurre al minimo le esigenze di supporto
  • Utilizzare supporti più densi per lavorazioni pesanti o complesse; densità inferiore per dettagli di piccole dimensioni

Guida di riferimento alle specifiche di stampa 3D PolyJet

Utilizzare i valori indicati di seguito come riferimento durante la preparazione dei pezzi per la stampa: superarli può causare deformazioni, fusione di lavorazioni o perdita di dettagli.

Lavorazione Valore
Dimensione massima di stampa 490 × 390 × 200 mm
Spessore minimo della lavorazione 0.5 mm
Spessore minimo consigliato della parete 1 mm
Spessore layer 16–30 µm, a seconda del materiale
Tolleranza generale ±0,1 mm per i primi 25 mm è tipico, più ±0,05 mm per ogni 25 mm aggiuntivo. Le tolleranze possono variare a seconda della geometria del pezzo.

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