Produzione con stampa 3D
In questo articolo analizziamo il tema della produzione con la stampa 3D.
- Quali sono i passaggi?
- Quali sono i pro/contro
- Quali sono le tecnologie?
- Conviene la stampa 3D o il CNC?
Cominciamo subito a rispondere a queste domande.
La stampa 3D, spesso definita come additive manufacturing o rapid prototyping, è quel metodo di produzione che genera un oggetto solido per strati.
LE FASI DELLA PRODUZIONE CON LA STAMPA 3D
Il processo si compone di questa fasi
- MODELLAZIONE / SCANSIONE 3D: Occorre generare un modello tridimensionale in formato .STL
- PROGRAMMA MACCHINA: Importare il modello 3D nello slicer, impostare i settaggi adeguati alle geometrie.
Il risultato è un programma in linguaggio macchina chiamato G-Code. - STAMPA: Scegliere il materiale opportuno per proprietà meccaniche o estetiche.
Avviare il processo di stampa 3D automatizzato dal programma inserito - POST-PRODUCTION: Rimuovere la stampa dal piano, eliminare i supporti se presenti e procedere con eventuali lavorazioni post-stampa (sabbiatura, verniciatura ecc.) se necessarie.
QUALI SONO LE TECNOLOGIE?
FDM: Tecnologia con estrusione a filo. Il filamento estruso da un ugello riscaldato viene depositato su un piano strato dopo strato.
SLS: Tecnologia a polveri. Le polveri vengono esposte al calore di un laser che fonde con precisione le zone interessate. Il processo viene ripetuto per ogni layer di stampa.
DMLS: Tecnologia a polveri metalliche. Le polveri vengono esposte al calore di un laser che fonde con precisione le zone interessate. Il processo viene ripetuto per ogni layer di stampa
MJF: Tecnologia a polveri e agenti chimici. Sulle polveri vengono depositati agenti chimici che ne provocano la fusione, una potente sorgente IR illumina poi le zone per sinterizzare le polveri..
I VANTAGGI DELLA PRODUZIONE CON LA STAMPA 3D
- VELOCITA’: Il processo di stampa 3D arriva al prodotto finito in maniera molto più rapida delle precedenti metodologie di produzione.
- EFFICENZA: Il processo di stampa 3D è spesso un processo unico. Non è necessario riposizionare il modello, fare cambi di strumentazione, aumentando quindi i tempi di produzione
- COSTI: I costi di operazione sono estremamente ridotti, l maggiorparte delle stampanti hanno consumi estremamente esigui di corrente.
I costi di materiale dipendono dalla tecnologia:
FDM – 20-50 euro al KG
SLA – 70-150 euro al LITRO
SLS – 70-100 euro al KG
Costo del lavoro: Ridotto ai minimi termini in quanto l’operatore non è necessario nella maggior parte della lavorazione.
- ABBATTIMENTO DEI RISCHI: La stampa 3D permette di evitare costosi errori di progettazione nelle produzioni di scala (stampa a iniezione) Verificare uno stampo a iniezione con un prototipo stampato in 3D permette di evitare modifiche che possono avere un impatto finanziario ingente sul progetto.
- FORME LIBERE: Le restrizioni generalmente consolidate nei metodi tradizionali nella maggior parte dei casi non sono un problema per la stampa 3D. Questo fattore permette una progettazione più libera.
- PERSONALIZZAZIONE: Settori di mercato con un alta esigenza di personalizzazione, pensiamo al medicale, protesi, odontotecnico, trovano nella stampa 3D una risorsa importante per la produzione di prodotti su misura dei propri clienti.
PRODUZIONE CON LA STAMPA 3D O CON IL CNC?
La produzione con la stampa 3D rientra nelle opzioni preferibili in questi casi:
Produrre con lavorazioni a CNC invece garantisce tolleranze più precise e un’eccellente ripetibilità delle operazioni ma a un costo elevato per piccole produzioni (dovuto ai costi di preparazione della macchina).
Il CNC è utilizzato prevalentemente per produrre pezzi metallici in quantità medie quando è necessaria una solidità isotropica.
TOLLEANZE STAMPA 3D vs. CNC
Quanto sono importanti le tolleranze nel tuo progetto?
ESEMPIO DI PRODUZIONE CON LA STAMPA 3D
Produzione di 50 casse portatili in ABS o PLA
qui sotto i dati:
PROTOTIPAZIONE E PICCOLE SERIE
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