La mascheratura, ovvero la copertura di determinate aree durante una fase di lavorazione come la verniciatura, la sabbiatura o la metallizzazione, è tradizionalmente una fase ad alta intensità di lavoro nelle manifatture dove è necessario mantenere un basso margine di errore.
La stampa 3D è un mezzo economico per creare parti di mascheratura customizzate, riducendo la necessità di ore di lavoro manuale.
Sia la stereolitografia (SLA) che la sinterizzazione laser selettiva (SLS) sono tecnologie utili alla produzione di strumenti di mascheratura e ciascuna offre vantaggi unici.
Cosa è la mascheratura?
La mascheratura consiste nella copertura di alcune aree di un oggetto che devono rimanere intatte da eventuali rivestimenti.
Le maschere sono quindi ausili alla lavorazione customizzati e realizzati su misura, o creati una volta sola e utilizzati ogni volta che l’oggetto attraversa una fase di finitura individuale.
Come vengono fabbricate le maschere?
I flussi di lavoro tradizionali di mascheratura includono la misurazione e il taglio manuale del nastro di mascheratura, la lavorazione di maschere in metallo o plastica, o talvolta il rivestimento di un intero oggetto e la successiva lavorazione o raschiatura del rivestimento dall’area designata.
Le attività di nastratura, sebbene utilizzino materiali economici, sono estremamente lunghe e faticose.
Le maschere possono essere riutilizzate numerose volte, ma sono costose da realizzare e implicano limitazioni geometriche.
Realizzare le maschere in 3D, al contrario, offre una maggiore ripetibilità, assicura un notevole risparmio economico e facilita l’attività di mascheratura.
Considerazioni sulla mascheratura nella stampa 3D
Quando si sceglie un materiale per la realizzazione di maschere in 3D, occorre considerare alcuni fattori.
Temperatura:
Alcuni rivestimenti polimerizzano a temperature alte.
Per molte attività di rivestimento in polvere a bassa temperatura, la resina High Temp resiste fino a 238° C.
Abrasività:
Alcuni processi di finitura utilizzano mezzi abrasivi e le maschere devono essere realizzate con materiali in grado di resistere alle forze dei mezzi utilizzati, come pellet di ceramica o gusci di noce.
In casi simili, utilizzare un materiale più duro, come la Rigid 10K Resin o la Nylon 12 GF Powder.
Uso della soluzione:
Molti rivestimenti richiedono soluzioni, sia basiche che acide. Se una soluzione acida o basica fa parte del flusso di lavoro, assicurarsi di confrontare il TDS con i requisiti chimici.
Adattamento al pezzo:
La stampa 3D consente di testare con più materiali a basso costo, come la resina Durable o la resina Rigid 10K, o la polvere di Nylon 11 e la polvere di Nylon 12.
Requisiti di produzione:
Alcune applicazioni di mascheratura richiedono solo una o due maschere, mentre altre devono adeguare il volume delle maschere al volume degli oggetti.
Le stampanti SLA di Formlabs, sia la Form 3+ che la Form 3L, sono ottime scelte per bassi volumi di maschere.
La stampante SLS Fuse 1+ 30W è più adatta a volumi elevati di maschere, che possono essere incastrate verticalmente all’interno della stessa build.
Tecnologie SLA e SLS per la realizzazione di maschere in 3D
SLA: Form 3+ e Form 3L
Le stampanti SLA di Formlabs, le unità da tavolo Form 3+ e da banco Form 3L, offrono una vasta gamma di materiali, tempi di lavorazione rapidi e alta risoluzione.
La versatilità delle stampanti SLA Formlabs è un altro vantaggio: con oltre 40 resine tra cui scegliere, gli utenti selezionano un materiale adatto alle loro esigenze.
Le resine vanno da materiali morbidi e conformi, come la resina Elastic 50A per una maschera che simula il silicone, alla resina Rigid 10K per attrezzature solide.
In termini di temperatura e conduttività, la libreria dei materiali Formlabs offre anche materiali specializzati, come la resina ESD che aiuta a dissipare efficacemente le scariche elettrostatiche.
Questa resina è un’ottima scelta se si desidera lavorare a una velocità molto elevata.
Resistente fino a 57°C
Resina altamente resistente agli urti, è un’ottima scelta di materiale per accoppiamenti stretti, pressature o flessibilità/conformità.
Resistente fino a 41°C
Resina molto rigida e resistente ai materiali abrasivi, è un’ottima scelta per mascherature in cui si desiderano raccordi a scorrimento o bordi taglienti.
Resistente fino a 218°C
La resina ad alta temperatura di Formlabs è una soluzione per tutti i processi che richiedono una polimerizzazione a temperatura elevata.
Resistente fino a 238°C
Materiale con il durometro più basso della libreria Formlabs, Elastic 50A è una buona opzione quando la conformità dimensionale è il punto di forza.
SLS: la serie Fuse
I vantaggi della stampa di maschere con le stampanti SLS della serie Fuse di Formlabs sono la capacità di produzione in lotti, la durata e la robustezza delle polveri e la mancanza di post-elaborazione necessaria.
L’impilamento verticale nelle camere di costruzione della serie Fuse consente di stampare decine o centinaia di unità alla volta, rendendo le maschere ideali in applicazioni come la ceramografia, dove i bracci robotici riescono a rivestire centinaia di parti contemporaneamente.
Le polveri SLS Formlabs, che includono quattro tipi di nylon e una polvere di TPU, garantiscono resistenza e robustezza nel tempo. Grazie alla loro struttura semicristallina, i materiali in nylon hanno una buona resistenza al petrolio, all’acetone e ai grassi a base di silicone e sono meno suscettibili alle cricche da stress ambientale.
Alternativa di materiale SLS a costo più basso con un’elevata frequenza di aggiornamento, rigido e con un HDT più alto sotto forza rispetto al Nylon 11, con una migliore resistenza alla flessione.
Resistente fino a 171°C
Materiale con grande resistenza agli urti e un alto grado di duttilità, il Nylon 11 è un’ottima scelta per maschere sottili.
Resistente fino a 182°C
È un materiale elastomerico SLS che consente di ottenere componenti flessibili con la massima libertà di modellazione. Il TPU serve a realizzare guarnizioni, tappi e maschere.
Resistente fino a 94°C
Le maschere in 3D riducono i costi e migliorano estetica e prestazioni
La stampa interna di maschere in 3D consente di snellire costi e tempi e di migliorare l’estetica e le caratteristiche tecniche e meccaniche degli articoli.
I vantaggi che la stampa in 3D offre per la singola unità, come la customizzazione, la libertà di modellazione e l’economicità della produzione a basso volume, si applicano anche alla fabbricazione delle maschere.
Sfruttando la velocità, l’efficienza e la versatilità dei materiali delle stampanti SLA e SLS di Formlabs è possibile semplificare la manifattura interna delle maschere in 3D e ridurre i colli di bottiglia nella catena di fornitura.
Trovi l’articolo originale sul blog di Formlabs.