Case study Mechatronic: il processo produttivo con HP

Oggi vogliamo presentarvi il caso studio di Mechatronic, un nostro cliente che ha deciso di utilizzare la serie MJF delle stampanti 3D professionali HP.

Mechatronic, azienda con sede a Castello di Brianza, si occupa di domotica, sistemi di verniciatura automatizzati, robotica e controllo dei processi e produce macchine su larga scala e serie personalizzate. L’integrazione tra meccanica, elettronica e controllo ha resto Mechatronic leader di mercato nell’ingegneria dell’automazione per la semplificazione dei sistemi di produzione.

La scelta della tecnologia MJF di HP

Mechatronic, che utilizzava già una stampante 3D ad estrusione, era alla ricerca di una tecnologia che si adattasse ad una maggiore flessibilità produttiva. Il passaggio alla stampa 3D Multi Jet Fusion di HP sin da subito ha generato per l’azienda considerevoli benefici, portando Luigi Volontè – CEO di Mechatronic, alla seguente conclusione: “in termini di qualità, funzionalità, velocità e costi, le soluzioni di stampa HP non temono rivali.

L’introduzione della stampante 3D HP ha permesso a Mechatronic di sviluppare prototipi ottimizzati per la produzione additiva e la produzione di parti finali. 

“Rispetto alle parti in plastica prodotte a CNC, le parti Multi Jet Fusion hanno caratteristiche meccaniche sostanzialmente equivalenti.” prosegue Luigi Volontè.

La differenza tra le stampanti 3D professionali di HP e le altre tecnologie 3D

Mechatronic evidenzia che la principale differenza tra Multi Jet Fusion e le altre soluzioni di stampa 3D consiste nella libertà di testare e realizzare parti finali con caratteristiche meccaniche elevate a costi notevolmente ridotti.

Per applicazioni come quelle di Mechatronic, dove le parti sono soggette a sollecitazioni di aria compressa, la tecnologia 3D di HP si è rivelata la migliore alleata.

Parti prodotte da Mechatronic con HP 3D MJF e il materiale PA 12

A) Setaccio | parte oscillante

Si tratta di una parte sottoposta ad elevate oscillazioni in quanto deve setacciare la polvere fino a 200 micron.

Requisiti tecnici richiesti della parte:

  • Ottima resistenza alle oscillazioni, con elevati standard meccanici
  • Assorbimento delle vibrazioni senza trasmetterle al cestello e quindi all’intera macchina
  • Forma semplice, per facilitare il processo di pulizia e ridurre i tempi di fermo della macchina

Mechatronic aveva realizzato inizialmente questa parte con 3 gambe in metallo e dei tamponi in gomma, tenuti insieme da alcune viti.

Caratteristiche della parte prodotta con la tecnologia MJF

La realizzazione di questo pezzo con le stampanti 3D professionali di HP e il materiale PA 12 ha permesso di ridurre il peso del setaccio, con la conseguente riduzione della pressione dell’aria. Inoltre, la tecnologia MJF ha reso la linea del componente in plastica molto più pulita rispetto a quella in metallo, facilitando il processo di pulizia.

stampanti 3D professionali di HP

Un’altro problema che sussisteva con i componenti in metallo era che se solo una delle viti che lo trattenevano si allentava un po’, le vibrazioni erano così forti da svitare le altre, determinando la rottura dell’intero componente.

Le parti stampati in 3D con la tecnologia MJF di HP hanno eliminato completamente il problema perché prodotte in un unico pezzo senza assemblaggi da eseguire.

Altri importanti vantaggi della tecnologia HP riscontrati in produzione sono:

  1. Riduzione del tempo. Non si parla più di settimane ma di giorni.
  2. Riduzione dei costi. Con un abbassamento dei costi dichiarato di circa 100 euro per singola parte stampata in 3D, passando così ad una spesa per unità di 50 €, anziché 150 €.

B) Parte per la pulizia del cestello

Un’altra parte prodotta con le stampanti 3D professionali di HP è un dispositivo per la pulizia automatica del cestello per la pittura a polvere.

Come funziona?

Il pezzo viene inserito nel cestello dopo il processo di verniciatura, eliminando ogni traccia della polvere utilizzata nel lavoro precedente.

Grazie all’aria compressa spinta dall’alto, questo dispositivo ruota e spazza via la polvere, lasciando fuoriuscire l’aria da piccoli fori presenti su tutta la struttura.

Le dimensioni e la direzione dei fori guidano la rotazione del dispositivo, quindi devono essere perfetti.

Mechatronic aveva inizialmente costruito questo pezzo in metallo riscontrando, sin da subito, una serie di problemi non trascurabili:

  • Impossibilità di realizzare i fori necessari nei punti precisi richiesti
  • Alto costo della lavorazione CNC in quanto ogni singolo foro doveva essere programmato individualmente
  • Necessità di almeno 2 fornitori: uno per le macchine CNC e uno per l’assemblaggio finale delle parti
Oltre questo, diversi problemi sono apparsi dopo la stampa:
  • Alcuni fori si chiudevano accidentalmente durante la saldatura, il che comportava un ulteriore intervento da parte di un operatore che doveva lavorare su ogni singola parte, riaprendo manualmente i fori
  • Poiché la sezione dei tubi metallici era la stessa su tutto il dispositivo, i fori lontani dall’ugello di ingresso ricevevano meno aria dei fori più vicini all’ugello, e quindi la loro capacità di pulizia era parzialmente compromessa
  • A causa del quadrato nel braccio destro del dispositivo, il bilanciamento risultava compromessa e la rotazione non era perfetta

Miglioramenti riscontrati dopo l’adozione della tecnologia 3D di HP

Con le stampanti 3D professionali di HP è stato ripensato il design, giocando sui diametri e sugli spessori. In questo modo è stato possibile:

  • Avere il baricentro perfettamente allineato con l’asse di rotazione, evitando lo sbilanciamento durante la lavorazione
  • Avere una distribuzione perfettamente omogenea del flusso d’aria perché la struttura interna è più larga nella parte superiore e più stretta nella parte inferiore, in modo che si possa trasportare la stessa quantità d’aria in ciascun ugello
  • Ridurre metà del peso del dispositivo, che, combinato con il perfetto equilibrio sull’asse di rotazione, riduce significativamente l’energia richiesta
  • Includere il codice direttamente nella parte stampata, un miglioramento che facilita enormemente la gestione del magazzino e la tracciabilità delle varie parti

Conclusioni

I vantaggi competitivi promessi dalle stampanti professionali di HP sono stati pienamente riscontrati da Mechatronic.

A questo proposito l’azienda, solo qualche mese fa, ha deciso di aprire le porte del suo stabilimento per mostrare come la tecnologia di stampa MJF HP ha contribuito a  rendere la sua produzione più snella, più veloce, di qualità superiore e soprattutto aperta a personalizzazioni.

Ed ora, ci da la possibilità di raccontare a tutte le imprese italiane, come sia possibile produrre ottimizzando i propri processi, riducendo i costi, senza mai rinunciare alla possibilità di testare e innovarsi.

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