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La stampa 3D integrata ai tradizionali metodi di produzione
Esternalizzare la produzione di attrezzature può richiedere molto tempo e denaro. Con una stampante 3D Formlabs puoi facilmente implementare la creazione rapida di attrezzature in-house.
Accelera lo sviluppo dei prodotti e lancia sul mercato prodotti migliori
incorporando la stampa 3D nei tuoi processi di sviluppo.
La maggior parte dei processi di produzione tradizionali, come lo stampaggio a iniezione, la termoformatura o la fusione, richiede attrezzature personalizzate per creare parti per uso finale.
Tuttavia, elevati costi iniziali e tempi di realizzazione di svariate settimane, o perfino mesi, rallentano in modo significativo lo sviluppo dei prodotti e ne ritardano l’ingresso sul mercato.
Trasferire in-house la produzione rapida di attrezzature, come la stampa 3D di modelli, matrici e stampi, e incorporare la stampa 3D nei processi di sviluppo di prodotto consente alle aziende di convalidare le scelte di design e materiali prima di passare alla produzione di massa. Inoltre, questo processo permette di produrre parti per uso finale personalizzate o in serie limitate.
Cos’è la produzione rapida di attrezzature?
La creazione rapida di attrezzature è un insieme di tecniche utilizzate per fabbricare attrezzature in modo da poterle integrare nei processi di fabbricazione tradizionali per creare parti in tempi brevi o in quantità ridotte.
Le attrezzature convenzionali sono solitamente prodotte a partire da metalli resistenti utilizzando tecnologie come la lavorazione meccanica e la fusione del metallo. Tuttavia, questi sono processi costosi più adatti a cicli di produzione su larga scala. Se vengono utilizzati per produrre attrezzature destinate alla fabbricazione di piccoli lotti di parti, i costi aumentano e le tempistiche di produzione si allungano drasticamente.
| PRODUZIONE RAPIDA DI ATTREZZATURE | ATTREZZATURE CONVENZIONALI | |
| Velocità | < 24 ore Produzione in-house utilizzando tecniche di produzione additiva | 4-8 settimane Produzione esternalizzata |
| Costo delle attrezzature | Costi ridotti, simile alla prototipazione rapida, costi fissi ridotti | Molto costoso, costi fissi considerevoli. |
| Volume di produzione ideale | 1-10 000 parti, a seconda del processo e del materiale utilizzato per le attrezzature | ~5000+ parti, variabile a seconda del processo di produzione |
| Applicazioni | Prototipazione Test di convalida del prodotto Produzione ponte Produzione a breve termine, su richiesta o personalizzata | Produzione di massa |
Applicazioni della produzione rapida di attrezzature
La produzione rapida di attrezzature può integrarsi a una serie di processi di fabbricazione tradizionali per la produzione di parti in plastica, silicone, gomma, materiali compositi e perfino metallo.
PRODUZIONE DI PARTI IN PLASTICA
Stampaggio a iniezione
Termoformatura
Fusione
Sovrastampaggio e stampaggio con inserti
Stampaggio a compressione
PRODUZIONE DI PARTI IN SILICONE O GOMMA
Stampaggio a iniezione
Fusione
Stampaggio a compressione
Sovrastampaggio e stampaggio con inserti
PRODUZIONE DI PARTI IN MATERIALI COMPOSITI
Termoformatura
Stampaggio a compressione
Formatura
PRODUZIONE DI PARTI IN METALLO
Fusione
Formatura della lamiera
Come produrre rapidamente le attrezzature
I metodi più comuni per la produzione rapida di attrezzature sono la stampa 3D e la lavorazione meccanica.
Confrontiamo ora i due processi per identificare la soluzione migliore, a seconda dell’applicazione, del processo di fabbricazione, del volume di produzione e di altri fattori.
STAMPA 3D
La stampa 3D è il processo più rapido e conveniente per produrre rapidamente le attrezzature per svariate applicazioni. Come abbiamo visto negli esempi precedenti, sia la produzione rapida diretta di attrezzature, che quella indiretta, sfruttano la stampa 3D in molti modi allo scopo di sviluppare strumenti funzionali, quali stampi, modelli e matrici, da utilizzare all’interno dei processi di fabbricazione tradizionali. Tra i vari processi di stampa 3D, le stampanti 3D SLA rappresentano la soluzione più versatile per la creazione di attrezzature.
Le parti realizzate con stampanti 3D SLA Formlabs sono precise, impermeabili e dotate di una finitura superficiale liscia ideale per gli stampi. Inoltre, sono in grado di riprodurre dettagli di piccole dimensioni per stampi e modelli complessi.
LAVORAZIONE MECCANICA
La lavorazione meccanica è uno dei metodi più comuni per produrre attrezzature convenzionali e dure, ma può anche essere sfruttata per la produzione rapida. Anziché metalli resistenti come leghe di acciaio o nichel, la produzione rapida di attrezzature viene svolta soprattutto su tavole lavorabili, legno, plastica o alluminio. Rispetto a quella effettuata con la stampa 3D, la produzione rapida di strumenti con lavorazione meccanica di materiali morbidi può essere più efficiente per attrezzature di grande formato grande e con forme semplici. Tuttavia, tende a diventare sempre più complessa e costosa man mano che aumenta la complessità del design. Le attrezzature in alluminio sono più resistenti e sono generalmente utilizzate per la produzione di volumi medio-piccoli, specialmente per lo stampaggio a iniezione. Gli strumenti per la lavorazione meccanica sono più costosi, richiedono operatori specializzati e hanno un workflow complesso per la produzione in-house rispetto alle stampanti 3D, soprattutto per parti uniche, come nel caso di iterazioni consecutive di prototipi per la produzione rapida di attrezzature. Di conseguenza, molte aziende esternalizzano la lavorazione meccanica a fornitori di servizi. Questo comporta però tempi di realizzazione di svariate settimane, il che impedisce di ottenere la sostanziale riduzione dei tempi caratteristica della produzione rapida di attrezzature.
CONFRONTO TRA PROCESSO DI PRODUZIONE TRAMITE STAMPA 3D E LAVORAZIONE MECCANICA
| PRODUZIONE RAPIDA DI ATTREZZATURE CON STAMPA 3D | PRODUZIONE RAPIDA DI ATTREZZATURE CON LAVORAZIONE MECCANICA | |
| Metodo | Produzione rapida di attrezzature e produzione delle parti in-house | Esternalizzazione della creazione delle attrezzature e spesso anche della produzione delle parti |
| Attrezzature necessarie | Stampante 3D, strumento di produzione (apparecchio per lo stampaggio a iniezione desktop, macchina per la termoformatura, eccetera) | – |
| Materiale | Polimero stampato in 3D | Lavorazione meccanica di tavola lavorabile, legno, plastica o alluminio |
| Costo delle attrezzature | € | €€-€€€ |
| Tempi di produzione per le parti finali | Da uno a tre giorni | Da una a quattro settimane |
| Volume di produzione ideale | < 500 parti | 50-10 000 parti |
| Applicazioni | • Prototipazione • Test di convalida del prodotto • Produzione personalizzata • Produzione a breve termine o su richiesta • Produzione ponte | • Test di convalida del prodotto • Produzione a breve termine o su richiesta • Produzione ponte |
Come funziona la produzione rapida di attrezzature con la stampa 3D
La produzione rapida di attrezzature si integra facilmente con un’ampia gamma di workflow di produzione tradizionali.
Il workflow varia a seconda del particolare processo di fabbricazione ma, in generale, include le seguenti fasi:
1. Progettazione Progetta lo stampo, il modello, la matrice o lo strumento master all’interno del software CAD.
2. Stampa 3D Scegli il materiale corretto per l’applicazione. Formlabs offre un ampio catalogo di materiali adatti alla stampa 3D rapida di moltissime attrezzature con le stampanti 3D SLA di Formlabs.
3. Produzione Con i metodi diretti di produzione rapida di attrezzature è possibile portare a termine il processo di produzione usando all’interno dei propri macchinari strumenti stampati in 3D in modo rapido. Con i metodi indiretti di produzione rapida si possono creare stampi o strumenti a partire da un modello master e usare poi questi strumenti finali all’interno del workflow.
4. Post-elaborazione Effettua tutti i passaggi di post-elaborazione necessari per ottenere la finitura di qualità di una parte per uso finale.
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