La tesi di laurea conferma la fattibilità economica e l’applicabilità della stampa 3D su cintura
In una tesi di laurea commissionata e supervisionata da iFactory3D, si doveva determinare, tra le altre cose, la fattibilità economica delle stampanti 3D da cintura rispetto alle classiche stampanti 3D cartesiane per la produzione di diversi oggetti in più versioni. Sulla base di 5 oggetti selezionati da realizzare con parametri e geometrie differenti, è stato realizzato un calcolo di efficienza economica ed è stata determinata la tariffa oraria della macchina.
Attraverso questo lavoro è stato possibile determinare che i costi variabili per il modello di stampante da cintura 3D selezionato (iFactory3D One Pro) erano sempre inferiori rispetto alla stampante di confronto (Ultimaker S3 / S5).
Estratto dalla tesi di laurea “Fattibilità economica e applicabilità delle stampanti 3D a nastro nelle aziende manifatturiere”, Issa, 2022.
I costi inferiori per pezzo derivano da diversi punti che sono diversi per la stampante 3D da cintura rispetto alla stampa 3D cartesiana. Per prima cosa, l’angolo di stampa di 45° elimina la necessità di strutture di supporto per geometrie più complesse (esempio qui: alloggiamento). Ciò ha un effetto positivo sia sul consumo di materiale per parte stampata che sul tempo di stampa richiesto.
Vantaggio soprattutto per stampe lunghe
Nel caso dell’oggetto di stampa lungo (canalina), gli elevati risparmi per pezzo sono dovuti al fatto che non è richiesta la divisione dei pezzi. A differenza della S3 o anche della più grande S5 di Ultimaker, con la One Pro è possibile stampare continuamente 1,50 m in un unico pezzo. A causa del nastro trasportatore anziché di un piano di stampa rigido e quindi limitato, non vi è alcun limite alle dimensioni nella direzione z sulla stampante a nastro. L’oggetto è stato diviso in un totale di 8 pezzi per lo spazio di costruzione dell’S3, che sono stati stampati in due passaggi perché solo 4 potevano stare sulla superficie di stampa alla volta. Risultato: la S3 richiede il 66% in più di tempo di stampa e un riavvio del processo di stampa, che deve essere aggiunto al costo del processo come tempo di manodopera con corrispondente compensazione. Complessivamente, il prezzo unitario per la parte lunga dell’S3 è facilmente 3.Una stampante da cintura Pro 3D .
Bassi costi unitari portano a un’elevata redditività economica
I costi di manodopera si sommano anche quando si producono grandi quantità delle piccole parti stampate scelte come l’anello (distanziatore) o l’angolo del motore. Con la tranciatura massima della piastra di costruzione, gli oggetti devono essere rimossi manualmente dall’area di costruzione dopo ben 50 o 30 pezzi per processo di stampa. Questo passaggio viene omesso nel caso della stampante 3D a funzionamento continuo con nastro trasportatore e quindi i costi del personale vengono risparmiati a questi intervalli.
Risparmiando sui costi variabili, ovvero sul prezzo unitario, One Pro raggiunge sempre un punto in cui il costo totale di produzione di questo dispositivo è più economico. One Pro ha un costo fisso totale superiore di circa il 9% rispetto a S3 di Ultimaker, che è lo stesso della differenza di prezzo MSRP in acquisto. Tuttavia, grazie ai minori costi operativi (sia per il personale che per il consumo energetico relativamente ridotto) e al minore consumo di materiale, l’uso della stampante da cintura ripaga sempre a breve o lungo termine, a seconda dell’oggetto esemplificativo.
Estratto dalla tesi di laurea “Fattibilità economica e applicabilità delle stampanti 3D a nastro nelle aziende manifatturiere”, Issa, 2022
Il confronto tra Ultimaker S5 e One Pro doveva essere fatto durante la stampa di una soletta perché la lunghezza superava lo spazio di costruzione del più piccolo S3. Lo spazio di costruzione più ampio si traduce in un prezzo di acquisto più elevato. Il prezzo consigliato di Ultimaker S5 è di circa il 46% superiore rispetto alla stampante da cintura One Pro. Con il wattaggio più potente dell’S5, c’è anche un aumento dei costi operativi. Quindi, per questo specifico oggetto di stampa, un confronto diretto mostra una maggiore redditività dal primo pezzo su One Pro, per non parlare di oltre la metà del prezzo di produzione per suola.
La stampa 3D su nastro mostra una rapida redditività con cicli di produzione più elevati
Quindi i risultati del paper finale mostrano che la stampa 3D paga dopo poche migliaia di unità, a seconda del modello 3D, rispetto ai comuni modelli di stampante 3D nel settore B2B. E inoltre, che la versatilità della stampante 3D da cintura è un vero argomento a suo favore. Tutti e 5 gli oggetti di esempio potrebbero essere prodotti in modo più conveniente per pezzo. Per le geometrie più complesse, la mancanza di necessità di strutture di supporto gioca un ruolo importante sia nel risparmio di tempo che di materiale. Tempo non solo inteso come tempo di stampa, ma anche successiva lavorazione manuale, cioè il tempo di lavoro viene eliminato se non è necessario rimuovere manualmente le strutture di supporto.
One Pro si distingue per la sua usabilità flessibile
L’ultimo vantaggio da sottolineare è la lunghezza illimitata dello spazio di costruzione. Laddove è stato necessario utilizzare due modelli cartesiani per la fattibilità degli oggetti in questa tesi, la stampante 3D da cintura è stata in grado di gestire tutte le dimensioni dei componenti selezionati. Ciò significa che è possibile produrre oggetti insoliti per la produzione additiva, nonché singoli oggetti in un unico pezzo, ovvero sulla linea di produzione. Ciò elimina costi aggiuntivi per il personale e tempi di attesa e la stampante a nastro può funzionare per settimane e produrre continuamente.
Quindi, per la produzione di massa, una stampante 3D da cintura si qualifica decisamente in termini di costi unitari rispetto alle classiche stampanti 3D. Inoltre, le sue caratteristiche chiuse consentono una maggiore flessibilità e un risparmio di materiale. La tesi finaleè quindi giunto alla conclusione che l’acquisto di una stampante 3D da cintura è da consigliare alle PMI e ai privati per la produzione di piccole serie.
