Stampa 3D di polimeri e fusione sotto vuoto
Il metodo di produzione scelto fa la differenza nel risultato del progetto.
Tuttavia, sapere quale metodo utilizzare non è sempre ovvio. Due tecniche che spiccano sono Stampa 3D e colata sotto vuoto. Ogni metodo offre punti di forza e vantaggi distintivi che si adattano in modo unico a diverse situazioni.
In breve, la stampa 3D offre un processo rapido, flessibile e preciso, adatto alla prototipazione e alla produzione di lotti limitati; il processo di colata sotto vuoto offre una soluzione economica che brilla nella produzione di alta qualità e in volumi medio-bassi.
Approfondiamo un po' i pro e i contro di ciascun metodo.
Il processo di produzione: Stampa 3D e fusione sotto vuoto
Esistono diverse tecnologie di stampa 3D per i polimeri, ad esempio Modellazione a deposizione fusa, Fusione multigetto, e Stereolitografia. La tecnologia di base, i materiali e le capacità di stampa variano tra questi metodi di produzione, ma il processo è generalmente lo stesso.
In primo luogo, si dà vita a un progetto digitale utilizzando un software CAD. Il progetto viene poi elaborato da un software di slicing che lo interpreta in strati da seguire per la stampante 3D. Successivamente, la stampante 3D crea il pezzo strato per strato, seguendo le istruzioni preparate. Infine, il pezzo necessita generalmente di una post-elaborazione, che comprende la rimozione del supporto, la levigatura o la verniciatura.
Il processo di fusione sotto vuoto si basa su stampi per creare pezzi dettagliati.
In primo luogo, viene creato un modello master. Il modello master viene rivestito di silicone, formando uno stampo in silicone. Lo stampo viene poi riempito con un materiale. Il materiale riempie la cavità dello stampo, assicurando che il pezzo finale assuma la forma e i dettagli precisi del modello master. Una volta indurito, lo stampo viene rimosso, rivelando il pezzo fuso. Lo stampo può essere riutilizzato circa 20 volte prima che sia necessario un nuovo stampo.
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Scegliere la soluzione migliore
Costi di produzione: Variabile
La stampa 3D è solitamente più conveniente per la produzione di piccoli volumi. Con l'aumento del volume di produzione, il costo per pezzo diminuisce, rendendo la colata sottovuoto la scelta più economica per la produzione di lotti più grandi, anche se lo stampo può essere utilizzato solo circa 20 volte prima di doverlo sostituire.
Forza: Colata sottovuoto
Entrambe le tecnologie di produzione possono produrre pezzi forti, ma quelli stampati in 3D possono presentare anisotropia. Ciò significa che la loro resistenza può variare a seconda della direzione della forza applicata, a causa della costruzione strato per strato. D'altra parte, la colata sotto vuoto utilizza resine poliuretaniche bicomponenti, che possono imitare un'ampia gamma di materie plastiche e quindi ottenere diverse proprietà del materiale e caratteristiche di resistenza senza soffrire di anisotropia.
Costi di attrezzaggio: Stampa 3D
La stampa 3D evita la necessità di stampi o attrezzature costose; tutto ciò che serve è un modello 3D e una stampante. La colata sotto vuoto, invece, comporta la creazione di stampi in silicone per ogni pezzo. Sebbene questi stampi siano meno costosi di quelli utilizzati in altri processi produttivi, costituiscono un costo iniziale. In confronto, lo stampaggio a iniezione comporta costi iniziali di attrezzaggio più elevati, ma è più conveniente per la produzione su larga scala.
Libertà di progettazione: Stampa 3D
La stampa 3D crea geometrie intricate che sarebbero difficili, se non impossibili, da realizzare con i metodi di produzione tradizionali. La capacità della colata sotto vuoto di gestire la complessità dipende dal modello master. Lavorazione CNC offre anche un'elevata precisione e viene spesso utilizzato per creare modelli master per la colata sotto vuoto. Sebbene sia possibile ottenere pezzi altamente dettagliati, la presenza di elementi molto intricati o di sottosquadri può complicare il processo di creazione dello stampo.
Velocità di produzione: Variabile
Tra le varie tecniche di produzione, la stampa 3D eccelle in velocità per la produzione di bassi volumi e la prototipazione, fornendo spesso un pezzo finito in poche ore. Al contrario, la colata sottovuoto, sebbene più lenta nella velocità del processo a causa della creazione dello stampo e dell'indurimento, può essere più veloce per ogni pezzo se si considera la produzione in lotti.
Sul .I tempi di consegna possono partire da sei giorni per le tecnologie di stampa 3D, come ad esempio Modellazione a deposizione fusa. I tempi di realizzazione della colata sottovuoto partono da nove giorni, paragonabili a quelli di altre tecnologie di stampa 3D a polimeri.
Finiture: Colata sottovuoto
Questo pezzo realizzato con la stereolitografia richiederà una post-elaborazione per rimuovere le strutture di supporto ed eventualmente un'ulteriore finitura a seconda dell'applicazione.
La colata sottovuoto replica la superficie del modello master in modo estremamente dettagliato, compresi texture e loghi, e spesso richiede una minore post-elaborazione. Pertanto, la fusione sotto vuoto potrebbe essere più adatta se un progetto ha come priorità una finitura superficiale superiore e pronta all'uso. Mentre la stampa 3D, in particolare con le tecniche ad alta risoluzione come Stereolitografia (SLA), può produrre pezzi dettagliati, ma spesso presenta linee di strato che richiedono un'ulteriore post-elaborazione per una finitura più liscia.
Come iniziare con la fusione sotto vuoto e la stampa 3D
La stampa 3D, grazie alla sua velocità, alla versatilità di progettazione e all'idoneità per la produzione di bassi volumi, si è ritagliata una nicchia unica per prototipazione rapida e personalizzati. Invece, grazie alla sua resistenza intrinseca e all'eccellente finitura superficiale, la colata sottovuoto è la scelta migliore per pezzi durevoli e di alta qualità in volumi medio-bassi. Ciò rende la colata sottovuoto particolarmente vantaggiosa nel settore automobilistico, dove pezzi dettagliati e di alta qualità sono essenziali sia per la prototipazione che per la produzione su piccola scala.
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