La stampa 3D crea inserti per utensili morbidi per il processo di stampaggio a iniezione
La stampa 3D è una grande tecnologia a sé stante, ma si presta bene anche ad integrare altre tecnologie di produzione, come lo stampaggio a iniezione. In un documento intitolato ” Una catena di processo di utensili morbidi per lo stampaggio a iniezione di un componente 3D con micro pilastri “, un gruppo di ricercatori discute utilizzando la stampa 3D per creare inserti per stampaggio a iniezione con caratteristiche superficiali micro.
Esistono molti modi per fabbricare micro-pilastri o caratteristiche, spiegano i ricercatori, ma la maggior parte di essi può essere applicata solo su superfici piane o su superfici con curvatura costante. Nel documento descrivono come hanno creato le micro funzioni su superfici complesse usando quella che chiamano “una catena di processo di utensili morbidi”. Le cavità di stampaggio in acciaio nella macchina per lo stampaggio a iniezione sono state sostituite da una serie di inserti prodotti utilizzando la stampa 3D DLP. Questa tecnologia è stata in grado di raggiungere una maggiore precisione rispetto alla produzione di additivi metallici e il tempo e il costo di lavorazione sono stati significativamente ridotti rispetto ai processi di lavorazione convenzionali basati sulla lavorazione CNC.
Gli inserti sono stati stampati in 3D e installati su una macchina per lo stampaggio a iniezione. Con gli inserti installati, i ricercatori quindi parti stampate a iniezione da materiale PE.
(a) Gli inserti prodotti mediante processo di produzione additivo formano la cavità dello stampo; viene visualizzata una replica in polietilene (PE) prodotta mediante stampaggio a iniezione. I segni sul righello di riferimento sono millimetri; i numeri segnano i centimetri (b) l’immagine del microscopio elettronico a scansione (SEM) mostra la superficie dell’inserto; (c) L’immagine SEM mostra la superficie delle parti in PE realizzate mediante stampaggio a iniezione.
“Questa catena di processo è adatta per prodotti in scala intermedia (da 1000 a 10.000 cicli per stampaggio ad iniezione o simili), ma presenta un’elevata variazione nel design”, affermano i ricercatori. “Inoltre, per gli inserti stampati in 3D, non sono richieste piastre speciali per stampi. Le piastre di stampaggio a iniezione commerciali standard sono state acquistate e lavorate per adattarsi agli inserti. ”
La qualità della superficie delle parti stampate a iniezione prodotte con le lastre stampate in 3D è stata limitata, concludono i ricercatori, ma potrebbero essere utilizzati metodi di post-elaborazione come l’incisione chimica per migliorare la qualità della superficie. Anche la precisione delle caratteristiche della superficie era limitata, aggiungono; tuttavia, hanno trovato che la produzione additiva era un modo rapido e conveniente per produrre inserti per stampaggio a iniezione per parti con superfici complesse e micro funzioni.
“Questo metodo creerà la possibilità di creare micro funzioni su superfici in forma libera su una nuova piattaforma di produzione che soddisfi le
esigenze industriali “, affermano i ricercatori. “Pertanto, questo metodo ha il potenziale per essere applicato e studiato per applicazioni in connessione con dispositivi medici di prossima generazione che richiedono micro funzioni su forme complesse, ad esempio in connessione con dispositivi medici o dispositivi di impianto. Questo metodo faciliterà la creazione di valore attraverso spese significativamente ridotte per produzioni di serie di volumi medio-piccoli e influenzerà positivamente i tempi di produzione nel divario tra 1 – 10 dispositivi individuali e produzione di massa reale. Aprirà nuovi prodotti di alto valore e soluzioni progettuali. ”
La produzione additiva e lo stampaggio a iniezione sono stati combinati in precedenza ; più frequentemente, la produzione additiva viene utilizzata per fabbricare gli stampi per lo stampaggio ad iniezione. I vantaggi sono molti: è più economico, più veloce e consente una facile produzione di stampi per uso singolo o limitato. Questo documento mostra un altro modo in cui la stampa 3D può essere utilizzata per migliorare i processi di stampaggio a iniezione, offrendo uno sguardo su come le tecnologie di produzione sono spesso meglio insieme che da sole.
Tra gli autori del documento figurano Yang Zhang, David Bue Pedersen, Michael Mischkot, Matteo Calaon, Federico Baruffi e Guido Tosello.
