Costruzione stampi: quando conviene usare la stampa 3D
Gli addetti ai lavori sanno bene quanto costa e quanto tempo richiede la costruzione stampi e quanto incidano eventuali errori di progettazione che possono richiedere il rifacimento dello stampo, oppure le modifiche continue spesso necessarie per raggiungere il risultato ottimale in termini di design e di qualità della parte finale.
Nello stampaggio a iniezione, utilizzato principalmente per la produzione in serie di parti e prodotti finiti di alta precisione e spesso complessi, l’impiego della stampa 3D per la realizzazione dello stampo pilota permette di ridurre tempi e costi, e di trarre vantaggi soprattutto su piccoli lotti di produzione.
La fabbricazione additiva viene ancora poco utilizzata nella costruzione stampi impiegati per la produzione in serie di milioni di pezzi, dove si preferiscono gli stampi definitivi (hard-tooling) costruiti in acciaio con lavorazioni CNC o EDM per via della maggiore durata, mentre la costruzione stampi in alluminio (soft-tooling) rappresenta un’alternativa conveniente per produrre fino ad alcune decine di migliaia di parti stampate a iniezione. Tuttavia la costruzione stampi in metallo con lavorazioni tradizionali comporta costi elevati e lunghi tempi di realizzazione.
Un numero sempre crescente di produttori ricorre alla stampa 3D per abbattere i tempi e i costi di costruzione dello stampo, realizzando con questa tecnologia gli stampi destinati a creare prototipi funzionali stampati a iniezione nel materiale del prodotto finale o per realizzare piccole produzioni.
La stampa 3D PolyJet, in particolare, offre una alternativa avanzata nella progettazione e nella costruzione di uno stampo. Infatti, gli stampi creati con una stampante 3D PolyJet si comportano come i tradizionali stampi in metallo e sono al contempo molto più economici, più facili e più veloci da realizzare.
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La stampa 3D PolyJet™ quindi permette alle aziende di costruire stampi per iniezione in tempi rapidi e con costi ben al di sotto di quelli ottenuti con metodi tradizionali, con il vantaggio di poter facilmente valutare le prestazioni, l’idoneità e la qualità dei prodotti finali prima di avviarne la produzione in serie.
La tecnologia PolyJet è un metodo di stampa 3D caratteristico delle stampanti 3D Objet™ di Stratasys®, come la Objet260 Connex e la Objet30 Prime, che viene utilizzato con successo ormai da anni per la prototipazione rapida realistica e che applicato nella produzione di stampi offre vantaggi importanti. Una stampante PolyJet™ crea oggetti 3D depositando fotopolimeri liquidi in strati successivi per realizzare le geometrie desiderate. La resina depositata viene solidificata istantaneamente tramite raggi UV e a costruzione ultimata, lo stampo ottenuto può essere posizionato immediatamente nella pressa ad iniezione e utilizzato per creare prototipi dello stesso materiale previsto per il prodotto finito. Questi prototipi di precisione permettono di ottenere esempi realistici dei prodotti finiti e possono essere utilizzati per raccogliere dati sulle prestazioni effettive nelle applicazioni reali.
Costruzione stampi per stampaggio a iniezione con stampa 3D
Uno studio condotto da Stratasys ha evidenziato i vantaggi derivanti dall’impiego della stampa 3D PolyJet™ nello stampaggio a iniezione. I punti chiave possono essere così riassunti:
• Il costo iniziale di creazione di uno stampo con tecnologia PolyJet è relativamente basso.
• Realizzare uno stampo PolyJet™ è un processo relativamente rapido rispetto a quello per creare gli stampi tradizionali.
• Apportare modifiche per realizzare una nuova versione dello stampo ha costi minimi.
• La costruzione stampi con materiale PolyJet™ permette di ottenere attrezzature molto accurate e con superfici lisce che evitano, nella maggior parte dei casi, il ricorso a lavorazioni successive.
• Geometrie complesse, pareti sottili e dettagli fini possono essere facilmente programmati nel progetto dello stampo.
• Non è richiesta alcuna pre-programmazione per creare stampi PolyJet™. Dopo il caricamento dei file di progetto CAD, il processo di stampa 3D può essere eseguito senza necessità di intervento manuale.
