Tecnologie di stampa 3D vs stampaggio ad iniezione
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Il settore manifatturiero si è sempre affidato allo stampaggio ad iniezione per la realizzazione dei suoi prodotti. Questo metodo prevede l’iniezione di materiale fuso in uno stampo metallico chiuso che, una volta raffreddato, viene espulso come parte solida. La sfida di questo processo è mantenere costante la temperatura su tutta la superficie dello stampo e minimizzare il ciclo produttivo.
Adesso però, esiste un nuovo metodo rivoluzionario, grazie ai progressi fatti dalla tecnologia 3D.
Sempre più presente nel panoramica della manifattura e dell’industria 4.0, la stampa 3D è oggi in grado di portare importanti vantaggi rispetto al tradizionale stampaggio ad iniezione.
Volume
Lo stampaggio ad iniezione è impiegato generalmente per produrre grosse quantità dello stesso pezzo.
Lo stampo viene utilizzato per produrre più volte il medesimo oggetto. Realizzando, però, un volume ridotto di parti, aumentano i costi e la praticità complessiva dell’uso di questo processo viene ridotta.
Kit di riparazione stampato con HP Jet Fusion 3D 4200 con PA 12
Adesso, sul panorama internazionale, esiste una nuova tecnologia di stampa 3D, come la Multi Jet Fusion (MJF) di casa HP che cambia le carte in tavola e viene in aiuto delle aziende manifatturiere.
Le stampanti 3D di HP, ad esempio, consentono di produrre sia prototipi e piccole medie serie grazie all’ottimizzazione volumetrica (la possibilità di stampare lungo gli assi x, y e z).
Costo
Lo stampaggio ad iniezione comporta un importante investimento iniziale per la realizzazione dello stampo, che però poi può essere riutilizzato per migliaia di parti. Quello che può determinarne il costo è la dimensione dello stampo e la qualità del metallo utilizzato per crearlo.
Nel caso della stampa 3D, non serve uno stampo iniziale, motivo per cui questa spesa non è necessaria. Le stampanti 3D utilizzano un file digitale.
Photo courtesy Materialise
Una modifica alle caratteristiche del prodotto che vogliamo stampare, anche se molto piccola, comporterebbe la necessità di realizzare un nuovo stampo, nel caso della stampa ad iniezione. Questo problema viene eliminato con la stampa 3D in quanto il file utilizzato è facilmente modificabile.
Prendendo come esempio la tecnologia MJF di HP, possiamo notare che essa consente una produzione ad alto volume a un prezzo ridotto.
A differenza dello stampaggio ad iniezione, stampare in 3D piccoli lotti di produzione non comporta un aumento dei costi.
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Velocità e tempistiche
I tempi e la velocità di produzione sono aspetti vitali per le imprese del settore manifatturiero e non solo.
Il processo di realizzazione di un prodotto attraverso lo stampaggio ad iniezione ha una tempistica variabile. La produzione di un prototipo, lo sviluppo dello stampo e i diversi processi di pre-produzione rischiano di richiedere molto tempo, mentre una volta che si verifica l’effettivo stampaggio a iniezione, il processo può muoversi abbastanza rapidamente.
La progettazione del sistema di raffreddamento occupa dal 70% al 80% del ciclo di stampaggio ad iniezione. I metodi tradizionali di raffreddamento implicano lavorazioni secondarie.
La capacità di produrre una quantità di parti just-in-time, in un breve lasso di tempo, è il luogo in cui brilla la stampa 3D. La tecnologia 3D MJF di HP sta contribuendo a ridurre i tempi di stampa poiché produce parti dieci volte più velocemente rispetto ad altri processi di stampa, riducendo il time to market.
Complessità geometriche e le tecnologie di stampa 3D
In base a quanto complessa è la geometria del prodotto finale, nel caso dello stampaggio ad iniezione, il prezzo iniziale dello stampo potrebbe essere considerevole, causando un aumento dei costi complessivi. Inoltre, alcune forme e geometrie sono estremamente costose o addirittura impossibili da realizzare con lo stampaggio ad iniezione.
Parte stampata in 3D con Studio System di Desktop Metal
Le tecnologie di stampa 3D sono in grado di realizzare prodotti finiti con geometrie molto complesse, altrimenti impossibili da produrre con lo stampaggio ad iniezione.
Ad esempio, le stampanti 3D MJF di HP sono in grado di riprodurre dettagli estremamente complessi, strutture reticolari e parti che sarebbe molto costoso da produrre con altri metodi.
Anche altre tecnologie di stampa 3D consentono di realizzare geometrie complesse facendo uso di nuovi materiali molto performanti, ad esempio la stampa 3D in metallo, la stampa 3D FFF e la SLA.
Le tecnologie di stampa 3D sono in continua evoluzione e diventano sempre più accessibili, in termini di costi, per sempre più settori, portando un valore aggiunto alla maggior parte dei processi di sviluppo e produzione del prodotto.
