Lo stampaggio a iniezione è stato inventato circa 150 anni fa, e mentre il processo di produzione è stato migliorato più volte nel corso degli anni, qualcosa che non è cambiato in merito alla tecnologia è la necessità di utensili, che possono richiedere settimane o addirittura mesi per essere completati. Lo stampaggio digitale è un processo di stampa 3D scalabile che può aumentare la velocità e la semplicità della produzione di parti in plastica, consentendo ai progetti di passare dal CAD alla produzione senza l’uso di utensili e può rendere le parti troppo complesse per lo stampaggio a iniezione da gestire.
Questa tecnologia dirompente, una buona alternativa per la produzione di pezzi in plastica a basso volume, è anche al centro dell’ultimo whitepaper di 3D Systems . Lo stampaggio digitale senza utensili della società è supportato dal suo processo di produzione modulare configurabile Figura 4 , che consente di facilitare le iterazioni di progettazione delle parti sul posto e aumentare le transizioni del prodotto senza riattrezzamento.
“Questo documento delinea l’evoluzione dello stampaggio digitale, spiega come funziona, i vantaggi dei dettagli per i produttori, rivela i driver aziendali per la tecnologia e fornisce le prospettive di un esperto del settore”, scrive 3D Systems. “Le richieste di risparmio in termini di costi e tempi sono documentate da benchmark che dimostrano le prestazioni dello stampaggio digitale rispetto allo stampaggio a iniezione tradizionale”.
La tecnologia di figura 4 può produrre parti con materiali ibridi che sono biocompatibili e durevoli e presentano proprietà elastomeriche e deflessione ad alta temperatura. Il processo utilizza matrici di moduli di produzione, servite dalla robotica, per produrre rapidamente una geometria finita; i flussi di lavoro a valle vengono anche utilizzati per ottimizzare il throughput e la velocità di elaborazione della figura 4 “consente l’uso di resine plastiche reattive con vite corte, portando a parti funzionali e resistenti come quelle utilizzate nelle applicazioni termoplastiche”.
La configurazione SLA di Figura 4 è stata brevettata dal cofondatore di 3D Systems Chuck Hull 30 anni fa, quando i progressi tecnologici di cui aveva bisogno per rendere il processo una realtà non erano ancora disponibili. Ma i progressi nei sistemi avanzati di robotica, il continuo SLA e l’avanzamento dei materiali, la texturing digitale, il software CAD / CAM che consente la progettazione 3D e una maggiore velocità nell’elaborazione delle materie prime nella vasca hanno portato all’attuale processo di stampaggio digitale della tecnologia.
“Il processo di stampaggio digitale inventato da 3D Systems comprende moduli discreti per ogni fase necessaria nella produzione 3D diretta. Ogni fase è automatizzata, riducendo la necessità di intervento umano. Dopo aver inserito il file di sfiato del benchmark digitale, la prima parte è stata prodotta in 92 minuti, seguita da ulteriori sfiati a velocità equivalenti a un’unità ricorrente ogni 95 secondi “, ha scritto il 3D Systems nel suo white paper.
“La tecnologia di Figura 4 che guida lo stampaggio digitale comprende una serie di stampanti ultrarapide a membrana micro-DLP (Digital Light Processing). L’array consente al processo di stampaggio digitale di sfruttare le efficienze di elaborazione parallele. Le stampanti all’interno dell’array sono chiamate “motori” e ognuna è estremamente veloce nella produzione di oggetti fisici. Così veloce, infatti, che i sistemi 3D caratterizzano il processo come movimento o velocità. A seconda della geometria e del materiale, un oggetto 3D può essere tirato da un piano 2D a velocità misurate in millimetri al minuto. ”
I bracci robotici che spostano le parti attraverso ogni fase del processo consentono la produzione di parti in streaming e l’ispezione digitale può anche essere integrata nei moduli della Figura 4.
Ci sono molti vantaggi per la tecnologia di stampaggio digitale, come costi più bassi, personalizzazione delle parti più efficiente, maggiore complessità dei pezzi, quantità minima o batching, nessun problema di archiviazione fisica, e poiché non c’è attesa per gli strumenti, la produzione può iniziare immediatamente. Ciò significa maggiore flessibilità e possono essere creati più prodotti contemporaneamente. Inoltre, le configurazioni di stampaggio digitale integrano i metodi di produzione esistenti utilizzati nell’officina.
“Il vantaggio dello stampaggio digitale è che elimina gli utensili. Il design per lo stampaggio digitale deve riguardare solo la funzionalità, non gli angoli di sformo, i sottosquadri, gli inserti laterali e altre caratteristiche richieste per lo stampaggio a iniezione. Rispetto alle diverse settimane necessarie per la progettazione iniziale di una parte stampata a iniezione, lo stampaggio digitale può essere fatto in poche ore “, ha dichiarato 3D Systems nel white paper.
Il white paper discute anche le implicazioni dello stampaggio digitale sui costi e sulla gestione del ciclo di vita del prodotto, oltre a rivelare i risultati del suo studio di benchmarking che ha confrontato la progettazione e la produzione di una ventola per autoveicoli usando lo stampaggio a iniezione tradizionale rispetto allo stampaggio digitale. È stata condivisa anche la prospettiva dell’esperto di settore Tim Shinbara, vicepresidente dell’Associazione per la tecnologia di produzione (AMT).
“Lo stampaggio digitale, implementato in configurazioni ad alta velocità, modulari e massicciamente scalabili di 3D Systems, ha il potenziale immediato di essere un’alternativa dirompente allo stampaggio a iniezione tradizionale per la produzione di pezzi in plastica a basso volume”, ha concluso il white paper 3D Systems.
