La produzione diretta (DM), nota anche come produzione additiva o rapida, è un processo che crea un oggetto solido, tridimensionale (3D) da liquido o polvere. Ciò può essere ottenuto colpendo la sostanza con un laser o un’altra forma di raggio, come un raggio di elettroni, o dirigendola in forma fusa attraverso ugelli estremamente stretti. I progetti digitalizzati, come quelli creati nei programmi CAD (Computer-Aided Design), vengono inseriti in un computer che controlla il processo e crea il prodotto finale.
La produzione diretta può essere semplicisticamente caratterizzata come “stampa 3D”. L’operazione può assomigliare a quella di una classica stampante a getto d’inchiostro, ma funziona in tre dimensioni. Come la stampa tradizionale, una volta che il disegno viene inviato al computer, il resto del processo viene gestito senza l’interazione umana.
Le tipologie di lavorazione diretta possono essere suddivise in due grandi categorie: quelle in cui si deposita materiale fuso e quelle in cui si agisce su strati di materiale. Nel primo caso, il materiale fuso, solitamente una plastica, viene estruso attraverso ugelli, nessuno molto più largo di un capello umano. I filamenti sono disposti, uno strato alla volta, secondo il disegno CAD, con uno strato tipico che misura 0.005 pollici (0.0127 cm) di spessore.
Nel caso di materiale su cui si agisce, viene steso un sottile strato di polvere, solitamente mediante un rullo. Quindi uno strato del disegno CAD viene inciso sulla polvere con un laser o un altro raggio di energia. Le particelle di polvere vengono fuse nella forma del percorso del raggio, creando un unico strato del disegno. Il processo viene quindi ripetuto fino al completamento dell’elemento.
Gli articoli speciali o di fabbricazione limitata sono spesso più adatti per la produzione diretta, come prototipi o pezzi per veicoli spaziali o aerei militari con geometrie insolite. Nella creazione di articoli per l’utente finale, alcune aziende che lavorano con metodi DM affermano che il processo è competitivo con le tradizionali tecniche di lavorazione e stampaggio a iniezione. Quando si decide tra DM e un altro processo di produzione, è necessario considerare il volume di produzione, la complessità del progetto e la probabilità di modifica.
A causa dei costi proibitivi degli stampi e delle parti lavorate necessarie per la produzione tradizionale, la produzione diretta può essere adatta a cicli di produzione brevi o incerti. Può essere utilizzato per altri prodotti una volta terminata la corsa prevista. Per progetti molto complessi, DM potrebbe essere in grado di creare articoli in un unico pezzo che sarebbero difficili o addirittura impossibili da creare con la maggior parte degli altri metodi di produzione.