Evoluzione dello stampaggio a iniezione grazie alla stampa 3D
Lo stampaggio a iniezione è da decenni la tecnologia di riferimento per la produzione in serie di componenti plastici con elevate caratteristiche meccaniche. Questo metodo si basa sull’utilizzo di stampi metallici – generalmente in acciaio o alluminio – la cui realizzazione richiede processi di lavorazione ad alta precisione, come la fresatura CNC, e investimenti economici significativi.
APSX e la sperimentazione di stampi plastici
L’azienda statunitense APSX ha voluto dimostrare come sia possibile impiegare stampi realizzati con stampa 3D in una macchina tradizionale per stampaggio a iniezione. Il prototipo presentato è costituito da uno stampo in due metà, dotato di perni di espulsione integrati, progettato per il montaggio sulla pressa APSX-PIM-V3.
-
La stampa delle due parti di stampo è stata eseguita con una Formlabs Form 3+, adottando la Rigid 10K Resin, una resina formulata per offrire elevata rigidità e stabilità dimensionale sotto carico.
-
Il materiale di stampaggio impiegato in prova è il polipropilene, un polimero largamente impiegato per il suo buon equilibrio tra resistenza e facilità di lavorazione.
Prestazioni operative e durata del ciclo
Il ciclo di iniezione completo, comprendente chiusura, iniezione del polimero, raffreddamento e apertura, impiega 65 secondi. Durante le sessioni di prova automatizzate, il componente stampato ha mantenuto caratteristiche di qualità superficiale e dimensionalità costanti per circa 500 cicli, prima di manifestare segni di usura tali da richiedere la sostituzione dello stampo.
Qualità superficiale e ripetibilità
Uno degli aspetti critici dello stampaggio a iniezione è la finitura della superficie del pezzo. Lo stampo realizzato in resina rigida ha fornito dettagli definiti e un livello di finitura adeguato a molte applicazioni funzionali, pur non raggiungendo la longevità delle controparti in metallo. Questo approccio si presta particolarmente per:
-
Produzioni di prova (pre-serie) dove il numero di pezzi richiesti non giustifica la creazione di uno stampo in metallo.
-
Realizzazione di componenti per test funzionali o di montaggio, in cui è importante verificare design e funzionalità prima di passare alla produzione definitiva.
Costi e considerazioni economiche
L’adozione di questa soluzione richiede un investimento iniziale articolato su due fronti:
-
Acquisto della stampante Formlabs Form 3+, il cui prezzo si allinea con il segmento prosumer di macchine SLA ad alta precisione.
-
Acquisto della pressa APSX-PIM-V3, il cui costo si aggira attorno ai 13.500 dollari.
Se confrontato con i costi di realizzazione di uno stampo metallico – che possono salire fino a diverse decine di migliaia di euro a seconda della complessità – questo approccio diventa vantaggioso quando il volume di componenti da produrre si colloca nell’ordine delle migliaia. In questi casi, si ottiene un risparmio sui tempi di preparazione del pezzo e sui materiali, pur accettando un ciclo di vita dello stampo inferiore.
Prospettive di utilizzo e limiti
Il modello APSX-PIM-V3 con stampi plastici evidenzia un potenziale d’impiego in:
-
Startup e laboratori di prototipazione rapida, dove la flessibilità di modificare rapidamente il progetto dello stampo è un vantaggio strategico.
-
Centri di produzione che necessitano di lotti di dimensioni contenute per valutazioni di mercato o test di assemblaggio.
Restano tuttavia limiti legati alla resistenza meccanica del materiale plastico e alla sua capacità di mantenere tolleranze strette dopo molte centinaia di cicli. In applicazioni industriali con grandi volumi o requisiti di precisione elevata, gli stampi in metallo continuano a rappresentare lo standard.
