Prototipazione rapida

La stereolitografia rappresenta la tecnica di PR attualmente più diffusa presente sul mercato e permette la realizzazione di modelli tridimensionali in resina a partire da modelli progettati al CAD.
Il processo consiste innanzi tutto nell'elaborazione al calcolatore del file 3D, che comprende il posizionamento del pezzo sulla piattaforma, la predisposizione dei supporti, necessari per il sostegno del particolare durante la sua realizzazione, e la divisione del prototipo lungo strati XY che rappresentano i piani di costruzione.
Durante la fase di costruzione il fascio laser (con potenze dell'ordine di decine di mW) viene focalizzato, mediante un opportuno sistema ottico, sulla superficie della vasca contenente il monomero epossidico allo stato liquido.

Il fascio laser innesca una reazione di polimerizzazione creando uno strato solido che rappresenta una sezione del prototipo.
L'elevatore si abbassa di una quantità pari allo spessore di fotopolimero solidificato ed un un sottile strato di resina ricopre la sezione appena costruita mediante l'ausilio di un sistema di ricopertura di precisione; il processo riprende con la solidificazione di uno stato successivo che aderisce stabilmente alla sezione sottostante.
Il processo continua fino alla completa realizzazione del prototipo, che verrà estratto dalla vasca dopo aver riportato l'elevatore nella posizione iniziale.
Dopo la fase di costruzione la parte prodotta (green part) contiene ancora del liquido intrappolato all'interno e inoltre le sue pareti non sono completamente polimerizzate.
Pertanto, dopo la rimozione manuale dei supporti, è necessario un ulteriore trattamento di post-curing, che consiste nell'esposizione del particolare ad una lampada ad ultravioletti la cui durata è funzione della complessità della geometria e del tipo di resina utilizzata.

La stereolitografia offre buone prestazioni dal punto di vista della precisione dei pezzi, la possibilità di realizzare forme complesse con pareti sottili, con una buona finitura superficiale e soprattutto non richiede la presenza di un operatore.
Per quanto riguarda le applicazioni industriali la stereolitografia consente la produzione rapida di prototipi concettuali, funzionali, tecnici e pre-serie.
Tali modelli possono anche essere utilizzati come prototipi per fonderia o per stampaggio.
Nelle applicazioni biomedicali la stereolitografia permette la replica di modelli anatomici del paziente a partire dai files di tomografia computerizzata (TAC) o di Risonanza Magnetica (RM).
La realizzazione in fase preoperatoria di impianti customizzati mediante l'ausilio di tali modelli garantisce dei risultati estetici e funzionali non altrimenti raggiungibili con tecniche convenzionali.
I campi di applicazione di maggiore interesse riguardano la chirurgia cranio-maxillofacciale, l'odontoiatria e l'ortopedia.

Negli ultimi anni i costruttori di sistemi PR hanno investito ingenti risorse umane e finanziare per sviluppare nuove famiglie di resine espressamente dedicate alla polimerizzazione con radiazione laser.
A tale proposito il Centro Laser ha avviato un laboratorio di prototipazione rapida per il quale è stato acquistato un sistema stereolitografico di ultima generazione nell'ambito di un progetto parzialmente finanziato dal MURST.
Le attività previste dal progetto vertono sullo studio di nuove resine oltre che sulla diffusione, trasferimento tecnologico e offerta di servizi alle imprese del territorio.