Compositi

Come Massivit 3D sta superando i colli di bottiglia degli strumenti compositi

Massivit 10000 riduce i costi degli utensili in composito fino al 50%

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La conoscenza approfondita di Massivit 3D della produzione additiva su larga scala si è evoluta nel corso degli anni. Molti, ad esempio, sapranno come vengono utilizzate le sue stampanti 3D per produrre oggetti su larga scala, inclusa la concept car a grandezza naturale DB Project, per scopi di marketing e intrattenimento. Ma la sua tecnologia è capace anche di molto di più. La sua macchina più recente, Massivit 10000, è stata costruita per applicazioni di utensili nei settori automobilistico, ferroviario, marittimo, energetico e di altro tipo. Più specificamente, Massivit 10000 cerca di reinventare il modo in cui vengono fabbricate parti composite rinforzate con fibre su larga scala.

Il mercato degli FRP

Le plastiche rinforzate con fibre (FRP) sono costituite da una matrice di plastica e fibre di rinforzo, come le fibre di vetro e di carbonio. Questi additivi, che possono essere regolati attraverso la lunghezza e l’allineamento delle fibre, migliorano le proprietà della matrice plastica, aumentando la forza, la durata e la resistenza. I compositi FRP sono anche leggeri e hanno costi relativamente bassi delle materie prime, il che li rende in molti casi più vantaggiosi dei metalli. A causa di tutti questi fattori, le materie plastiche rinforzate con fibre sono di interesse per molte applicazioni nei settori automobilistico, ferroviario, energetico, marittimo e delle costruzioni, tra gli altri.

Nonostante i vantaggi del gruppo di materiali, tuttavia, l’implementazione del composito FRP ha dovuto affrontare un collo di bottiglia in gran parte a causa del costo e della complessità della produzione di stampi. Cioè, i tradizionali processi di lavorazione con utensili FRP sono incredibilmente laboriosi e dispendiosi in termini di tempo, richiedono molti passaggi prima che uno stampo venga realizzato, il che genera inevitabilmente costi più elevati.

Massivit 10000, basata sulla tecnologia Cast-In-Motion (CIM) dell’azienda israeliana, offre un’alternativa per la produzione di stampi per componenti FRP su larga scala. Il sistema AM ibrido ha la capacità di produrre stampi compositi fino all’80% più velocemente rispetto ai metodi di attrezzaggio convenzionali (parliamo da settimane a giorni) e con un lavoro manuale drasticamente inferiore (fino al 90%). Il processo è anche pragmatico: i produttori possono continuare a utilizzare molti dei loro processi, materiali e best practice attuali per lo stampaggio di FRP, sfruttando al contempo Massivit 10000 per migliorare e semplificare i flussi di lavoro esistenti.Massivit

Un approccio ibrido

Massivit 10000 si basa in realtà su una combinazione di processi: la tecnologia brevettata di erogazione del gel (GDP) e la fusione in movimento (CIM) dell’azienda . Le tecniche vengono applicate utilizzando rispettivamente una testina di stampa erogatrice e una testina di colata. La testina di stampa GDP viene utilizzata per produrre un modello di utensile utilizzando un gel sacrificale induribile ai raggi UV. Lo stampo stesso viene colato simultaneamente utilizzando la testa di colata CIM e una resina tecnica termoindurente. Oggi Massivit 3D utilizza la resina epossidica come materiale di colata, anche se prevede di aprire più opzioni nel prossimo futuro.

Questo duplice approccio si traduce nella creazione di un guscio temporaneo a doppio strato con il motivo in resina all’interno. Il modello e il guscio vengono quindi immersi in acqua per rimuovere gli strati esterni sacrificali, lasciando lo stampo in resina da polimerizzare in un forno. Lo stampo, che può anche subire la necessaria levigatura e lucidatura, è quindi pronto per l’uso con layup compositi FRP.

Anche l’ibrida Massivit 10000 è massiccia. Con un volume di costruzione fino a 1,2 x 1,5 x 1,65 metri, il sistema di utensili compositi è adatto per un’ampia gamma di applicazioni, inclusa la produzione di stampi su larga scala per sedili di auto da corsa e aliscafi per catamarani, nonché stampi più piccoli per alloggiamenti di antenne protettive e altro ancora. Uno dei principali vantaggi del sistema? Può ridurre i costi degli utensili fino al 50% snellendo drasticamente il processo di produzione.

Un vero punto di svolta

Oltre al vantaggio in termini di costi e tempo, il processo Cast-In-Motion di Massivit 3D è più sostenibile degli strumenti compositi convenzionali, in gran parte perché riduce al minimo lo spreco di materiale in diverse fasi. A livello di base, la tecnica di stampa e fusione 3D ibrida elimina la necessità di un master stampando direttamente lo stampo, il che riduce significativamente il consumo di materiale.

“Il Massivit 10000 crea due pareti esterne stampate in 3D utilizzando uno spessore di parete specificato richiesto per la geometria specifica dello stampo”, aggiunge l’azienda. “Per sua natura, questo riduce gli sprechi associati alla tecnologia CNC (sottrattiva). E, a differenza di altre tecnologie AM, non richiede praticamente strutture di supporto”. L’utilizzo di geometrie di precisione per le pareti esterne porta anche a tempi di indurimento del forno più rapidi per lo stampo.

In definitiva, il nuovo sistema di Massivit 3D mira a interrompere gli strumenti FRP. Sebbene molti processi AM siano intesi come metodi di produzione che completano le tecniche di produzione esistenti, Massivit ritiene che il suo processo Cast-In-Motion abbia il potenziale per diventare effettivamente il prossimo approccio di stampaggio FRP convenzionale.

“Il tempo di produzione ridotto facilitato da questa nuova tecnologia AM digitale promette di trasformare la produzione così come la conosciamo eliminando il collo di bottiglia riconosciuto della tradizionale fase di lavorazione con utensili FRP”, spiega l’azienda. “A parte le inevitabili sfide di introdurre cambiamenti e progressi per sostituire metodi di produzione antiquati e richiedere cambiamenti nelle responsabilità lavorative, è improbabile che i metodi tradizionali prevarranno una volta che i produttori saranno esposti ai vantaggi in termini di tempo e costi disponibili con questa tecnologia”.

Non solo, ma Massivit 3D ritiene che la sua nuova piattaforma guiderà nuove innovazioni nelle applicazioni composite e aumenterà le opportunità di business.

Un mondo di applicazioni

Come accennato, i compositi FRP sono utilizzati per numerose applicazioni nella maggior parte dei settori industriali: forniscono molte delle proprietà benefiche del metallo senza il peso e il costo aggiuntivo della materia prima. Nell’industria automobilistica, ad esempio, i compositi FRP sono molto diffusi a causa del loro rapporto d’oro resistenza/peso. Oggi vengono utilizzati per produrre componenti di carrozzeria e rivestimenti per auto, pedali e schienali dei sedili, tra le altre parti. Uno degli aspetti chiave in questo settore per gli FRP è che aiutano ad aumentare l’efficienza del carburante riducendo al minimo il peso del veicolo.

Nel settore aerospaziale, i materiali sono attraenti per la loro resistenza e durata, anche in condizioni difficili. Anche nella costruzione, gli FRP vengono utilizzati per la manutenzione delle infrastrutture per migliorare la resistenza e le capacità di carico delle strutture esistenti, nonché per case prefabbricate, strutture autostradali, raccordi per tubi e altro ancora. I compositi FRP sono anche comunemente usati nell’industria marittima, dove possono resistere agli ambienti difficili grazie alla buona resistenza alla corrosione.

In altre parole, le possibilità di applicazione per i materiali compositi FRP sono praticamente illimitate e Massivit 3D è fiduciosa che la libertà geometrica del suo processo CIM, così come l’approccio più snello, aprirà ancora più opportunità.

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