L’additive manufacturing inizialmente era diffusa principalmente nella produzione di prototipi. Più recentemente, tuttavia, i progressi tecnologici delle stampanti 3D, uniti ai nuovi materiali disponibili, hanno permesso l’espansione dell’additive manufacturing ad altre applicazioni, come la lavorazione degli utensili e la produzione di parti per l’utente finale.
Stando al report del 2018 “The State of 3D Printing di Sculpteo”, la stampa 3D viene utilizzata per il 55% nella prototipazione rapida e per il 43% nella produzione.
L’utilizzo dell’additive manufacturing trova applicazioni in svariati settori, incluso quello aerospaziale e difesa, automobilistico, prodotti di consumo, prodotti industriali, dispositivi medici e nell’architettura.
A cosa è dovuta la grande diffusione della stampa 3D?
L’additive manufacturing consente una produzione maggiormente economica sia per singoli articoli che per interi lotti. La complessità di una parte non ha quasi alcun impatto sui tempi e sui costi di produzione.
Quando vengono utilizzati processi di produzione convenzionali come fresatura, tornitura o fusione, i costi di produzione sono strettamente legati alla complessità di una parte. Questo perché è necessario produrre strumenti complessi i cui costi sono giustificati solo per una produzione in serie di ampia tiratura.
La prototipazione e produzione mediante la stampa 3D consente di realizzare modelli più velocemente, in modo più accurato ed economico, rendendo possibile, al tempo stesso, di ridurre il peso delle parti e quindi il materiale utilizzato.
Le tecnologie additive di ultima generazione, come la Multi Jet Fusion di HP, permettono di integrare giunture o cerniere direttamente durante il processo di produzione. Questo consente di ridurre, in modo significativo, il numero di singole parti che compongono un prodotto e i relativi costi di assemblaggio.
L’additive manufacturing nella fabbricazione di utensili
L’additive manufacturing sta diventando sempre più attraente come metodo di fabbricazione di utensili, compresi strumenti utilizzati in fusione e processi di lavorazione, maschere di montaggio, infissi e guide mediche personalizzate.
La Ford Motor Company, grazie alla produzione additiva, ha ridotto i tempi di realizzazione degli utensili e conseguentemente i tempi di consegna. La società ha utilizzato la stampa 3D per realizzare stampi per prototipi dei motori, supporti del rotore, coperture della trasmissione e rotori dei freni.
I materiali attualmente in uso per la fabbricazione di attrezzature includono plastica, gomma, materiali compositi, metalli e cera.
I vantaggi per la produzione di utensili con la stampa 3D
Riduzione dei costi. L’additive manufacturing nella produzione di utensili offre l’opportunità di ridurre i costi per i seguenti motivi: diminuzione della quantità di materiale durante la fabbricazione, riduzione dello scarto e diminuzione della manodopera per creare l’attrezzatura.
Riduzione dei tempi di consegna – dal 40 al 90% – grazie alla maggiore velocità produttiva e alle minori azioni di assemblaggio.
Funzionalità migliorata. I file di progettazione digitale anziché 2D o carta consentono una traduzione più semplice in produzione riducendo il rischio di errori. Inoltre, la riduzione dei costi di attrezzaggio ha il vantaggio aggiuntivo di consentire una sostituzione più frequente degli utensili, potenzialmente facilitando i miglioramenti nella progettazione dei componenti.
Maggiore capacità di personalizzazione. Possibilità di realizzare geometrie complesse, impossibili attraverso i processi tradizionali, anche in pezzi singoli, nella medesima area di stampa a tutto vantaggio delle richieste di personalizzazione.
Nel video le parti che compongono la macchina CMM sono state realizzate con la tecnologia Multi Jet Fusion di HP e sono in grado di fornire resistenza e stabilità grazie al materiale HP 3D High Reusability PA 12.
Conclusione
Utilizzare l’additive manufacturing per la fabbricazione di utensili migliora l’efficienza e l’efficacia della supply chain e dei prodotti stessi.
Grazie alla stampa 3D, infatti, è possibile ridurre il tempo necessario a sviluppare e produrre utensili, così come ridurre i costi associati alla loro produzione, rendendo possibile, per le aziende, modificare e aggiornare più frequentemente la loro attrezzatura.
In questo modo la progettazione degli utensili sarà in grado di tenere il passo, più facilmente, con le esigenze dei cicli di progettazione del prodotto.
L’aumentato della domanda di innovazione sosterrà la continua crescita nell’utilizzo dell’additive manufactuting per la fabbricazione di utensili.
Ed è proprio in quest’ottica che la stampa 3D deve essere considerata come un driver per l’innovazione grazie alla sua capacità influenzare l’intero sviluppo del prodotto e dei processi.
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