Manifattura additiva - Vantaggi stampa 3d produzione

Manifattura additiva: la stampa 3D rivoluziona anche la produzione?

I maggiori esperti di stampa 3D sono concordi sul fatto che la manifattura additiva sta rivoluzionando la produzione a livello mondiale, anche grazie alla possibilità di impiegare materiali tecnici e ad alte prestazioni sulle stampanti 3D professionali. Dunque, quali sono le applicazioni e i vantaggi che si ottengono?

I sistemi di fabbricazione additiva come le stampanti 3D sono oggi impiegati nel settore industriale principalmente per la produzione di prototipi, ma qualcosa sta cambiando. Il varo del piano nazionale Industria 4.0, la disponibilità di sistemi di produzione 3D efficienti e di una gamma sempre più ampia di materiali per la stampa 3D ad alte prestazioni, sono fattori che stanno determinando la diffusione delle stampanti 3D in un ambito sempre più vasto, che si estende alla costruzione di parti finali e di utensili per la produzione. Ecco perché la manifattura additiva – o additive manufacturing – trasformerà radicalmente il modo di produrre anche in Italia.

Cosa è la manifattura additiva?

La manifattura additiva è una modalità produttiva che consente la realizzazione di oggetti (parti componenti, semilavorati o prodotti finiti) attraverso l’aggregazione di strati successivi di materiale che vengono aggiunti gli uni agli altri. Questo è il principio di funzionamento di una stampante 3D, indipendentemente dalla tecnologia sulla quale si basa, quindi la manifattura additiva è la stampa 3D.

Manifattura additiva: quali sono i vantaggi?

Non dovendo procedere per sottrazione dal pieno come accade in molte tecniche della produzione tradizionale (tornitura, fresatura, ecc.), la produzione additiva offre immediatamente nuove possibilità:

  • la produzione di oggetti con forme complesse che non sarebbe possibile realizzare in un pezzo unico con le tecniche di lavorazione tradizionali
  • la riduzione delle materie prime impiegate, il miglioramento delle prestazioni, l’utilizzo di materiali alternativi a quelli in uso, modificando la struttura costruttiva dell’oggetto che viene ripensata in funzione della stampa 3D;
  • la drastica riduzione dei costi di realizzazione di varianti rispetto ad un modello di base nella produzione di prodotti personalizzati in piccole serie o pezzi unici.

 Applicazioni della manifattura additiva

L’impiego di sistemi di fabbricazione additiva accelera lo sviluppo di nuovi prodotti e ne permette una più rapida immissione sul mercato, come sanno bene le aziende che hanno adottato la stampa 3D per le applicazioni di prototipazione, ottenendo indiscutibili vantaggi. Con la manifattura additiva l’utilizzo della stampante 3D si estende verso l’ambiente di produzione, dove offre maggiori possibilità di costruzione sia di parti finite, sia di utensili e attrezzaggi macchina con tempi e costi ridotti.

Stampa 3d - Manifattura additiva per il settore aerospace

Il settore aerospaziale è tra quelli che stanno sfruttando ampiamente la produzione additiva con stampanti 3D industriali per realizzare componenti leggeri e molto resistenti che vengono montati direttamente sui velivoli. La dimostrazione che la stampa 3D si sta affermando nell’industria aerospaziale, viene anche dall’accordo tra Stratasys – azienda leader nella produzione di stampanti 3D professionali e di soluzioni per additive manufacturing – e Boom Supersonic che sancisce la collaborazione tra le due aziende per migliorare la velocità di sviluppo del nuovo Supersonic Aircraft attraverso la stampa 3D.

Anche il settore del packaging e delle macchine automatiche può trarre consistenti vantaggi dall’utilizzo della manifattura additiva. Ad esempio, una macchina per l’imbottigliamento destinata ad adattarsi a contenitori con varie forme per mantenerli fermi durante il processo richiede utensili molto diversi, che debbono essere costruiti con la precisione necessaria a non far bloccare la macchina. Con la stampa 3D è possibile realizzare gli strumenti necessari che si adattano perfettamente alla forma del package, anche se complessa, piuttosto che sagome per la termoformatura o riprodurre la sagoma del prodotto per il quale si sta studiando la linea di confezionamento per ottimizzarne il funzionamento.

Anima solubile stampata in 3D per lavorazione compositi

Anima solubile stampata in 3D per lavorazione compositi

Nell’automobilismo e nel motociclismo sportivo, così come in altri settori in cui è importante realizzare prodotti con proprietà aerodinamiche elevate rappresenta un elemento strategico di successo, l’impiego della produzione additiva amplia le possibilità di ridurre i vincoli costruttivi. La maggiore libertà data dalla stampa 3D in termini di geometrie realizzabili, si può associare alla riduzione del numero di pezzi da assemblare e permette di ottenere una maggiore funzionalità tecnica, oltre che una riduzione dei tempi e dei costi. Un esempio è la realizzazione di anime per la lavorazione dei compositi: attraverso la stampa 3D FDM con materiale plastico appositamente studiato da Stratasys, è possibile realizzare mandrini solubili per costruire oggetti in materiale composito con geometrie cave anche complesse, altrimenti impossibili da ottenere.

Utensili di produzione: leggeri, resistenti, economici con la stampa 3D

La disponibilità di materiali termoplastici per stampa 3D dotati di proprietà meccaniche, chimiche e fisiche elevate, permette di costruire attrezzaggi su misura robusti ed efficienti che vengono utilizzati direttamente sulla linea di produzione, in modo rapido ed economico, con la stampante 3D.

Tipicamente, quando si costruiscono utensili per l’impiego industriale, si tende ad utilizzare l’alluminio o una lega metallica per via delle indiscutibili proprietà meccaniche di questi materiali. In queste applicazioni i materiali termoplastici compositi ad alte prestazioni determinano una grande differenza poiché possono essere impiegati in alternativa al metallo. E’ il caso del nuovo materiale FDM Nylon 12CF recentemente rilasciato da Stratasys. Questo materiale termoplastico per stampa 3D è stato rinforzato con l’aggiunta di fibra di carbonio al polimero di base, modificando così drasticamente le proprietà meccaniche, rendendolo adatto a sostituire il metallo nella costruzione di molti utensili senza comprometterne la robustezza, pur riducendone significativamente il peso.

Le stampanti 3D FDM, come la Stratasys Fortus 450mc, permettono di stampare in 3D con diversi materiali termoplastici tecnici, con caratteristiche elevate di resistenza alla rottura, alla flessione, agli urti, alla pressione, al calore.

Maschera di posaggio stampata in 3D

Maschera di posaggio stampata in 3D

La tecnologia FDM è ideale per la realizzazione di una grande varietà di strumenti di produzione pronti all’uso, come mani di presa, maschere, posaggi, dime di foratura, staffaggi, sagome per la formatura e la piegatura dei metalli, ecc.

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