Introduzione alla post-elaborazione SLS
La sinterizzazione laser selettiva (SLS) è una tecnica consolidata per la produzione di componenti plastici funzionali, in particolare quando le tirature raggiungono volumi medio-alti. Mentre le stampanti e i parametri di deposizione sono ormai ampiamente standardizzati, le operazioni successive alla stampa—come la rimozione della polvere residua, la pulizia e il trattamento superficiale—restano spesso affidate all’intervento manuale. Questo aspetto rallenta la produzione, aumenta i costi e introduce variabilità di qualità tra lotti diversi.
Obiettivi e architettura del progetto wiseON
Il progetto di ricerca wiseON, finanziato dal Ministero dell’Economia della Baviera, si pone l’obiettivo di integrare e automatizzare l’intera filiera SLS. Al centro dello sviluppo c’è una piattaforma IoT che mette in comunicazione le singole fasi di lavorazione attraverso interfacce conformi allo standard OPC-UA. In questo modo, tutte le macchine—dalla stampante SLS alle stazioni di spolvero e finitura—trasmettono in tempo reale i propri dati: parametri di processo, durata delle singole operazioni, metriche di qualità e stato di manutenzione.
Monitoraggio e controllo qualità in linea
Per garantire risultati ripetibili, il sistema di wiseON prevede sensori ottici e bilance di precisione disposte lungo la catena produttiva. Durante la fase di depolverizzazione, un rilevatore valuta la presenza di tracce di polvere sulla superficie dei pezzi ancora grezzi; subito dopo, una fotocamera ad alta risoluzione effettua un’ispezione visiva che valuta eventuali difetti di forma o di finitura. Questi dati vengono raccolti centralmente, abbinati alle informazioni di stampa e restituiscono indicatori di performance che consentono di correggere automaticamente i parametri delle macchine.
Sperimentazioni presso Neue Materialien Bayreuth
All’interno di una linea dimostrativa SLS progettata ad hoc, i ricercatori di Neue Materialien Bayreuth GmbH indagano l’influenza di tre variabili principali:
Riutilizzo della polvere: cicli multipli di impiego ed eventuale rigenerazione tramite setacciatura.
Geometria dei componenti: forma, orientamento e spessore delle pareti.
Distribuzione granulometrica: analisi delle dimensioni delle particelle e loro capacità di scorrimento.
Attraverso campionamenti periodici e prove di trazione, flessione e durezza, il team ricava linee guida operative per ottimizzare l’impiego del materiale mantenendo costante la qualità finale.
Efficienza economica e confronto con lo stampaggio a iniezione
I primi riscontri indicano che, con un sistema di post-elaborazione automatizzato e interconnesso, la SLS può sostenere lotti anche fino a 50.000 pezzi con costi comparabili a quelli dello stampaggio a iniezione. La chiave sta nella riduzione dei tempi di manodopera, nella diminuzione dello scarto di materiale e nella capacità di rispondere rapidamente alle variazioni di progetto senza dover realizzare nuovi stampi.
Prospettive di adozione industriale
Grazie ai risultati di wiseON, si prevede una diffusione più ampia dei processi SLS in settori quali l’automotive, il medicale, l’elettronica e la componentistica di consumo. La digitalizzazione delle fasi post-stampa non solo migliora l’efficienza produttiva, ma consente anche un monitoraggio continuo delle performance delle macchine, facilitando interventi di manutenzione predittiva.
Conclusioni
Il progetto wiseON dimostra come l’integrazione di tecnologie IoT, protocolli di comunicazione standard e processi di controllo qualità automatici possa trasformare una catena di produzione SLS in un flusso digitale efficiente e affidabile. In questo modo, la stampa 3D plastica si avvicina alle esigenze delle produzioni di serie, offrendo flessibilità progettuale e costi competitivi.
