Costruzione stampi: la stampa 3D conviene?

La realizzazione di stampi con metodi tradizionali può avere costi elevati che dipendono da vari fattori. Vediamo come la stampa 3D può aiutare ad abbattere i costi degli stampi nello stampaggio a iniezione.

Come ben sanno gli addetti ai lavori, i costi e i tempi di costruzione degli stampi sono spesso influenzati da fattori, quali errori di progettazione, che possono richiedere il rifacimento dello stampo, oppure la necessità di apportare diversi aggiustamenti prima di raggiungere il design e la qualità della parte finale desiderati.

Prendendo in esame lo stampaggio a iniezione, utilizzato principalmente per la produzione in serie di parti e prodotti finiti di alta precisione e spesso complessi, l’impiego della stampa 3D per la costruzione dello stampo pilota permette di ridurre tempi e costi, e di trarre vantaggi soprattutto su piccoli lotti di produzione.

Gli stampi definitivi (hard-tooling) realizzati in acciaio con lavorazioni tradizionali possono durare per milioni di cicli e sono quindi la soluzione ideale per la produzione in serie, così come gli stampi in alluminio (soft-tooling) rappresentano una valida alternativa per produrre fino ad alcune decine di migliaia di parti stampate a iniezione. Tuttavia essi comportano costi elevati e lunghi tempi di realizzazione.

Per ridurre tempi e costi, sono sempre di più i produttori che ricorrono alla stampa 3D per realizzare gli stampi destinati a creare prototipi funzionali stampati a iniezione nel materiale del prodotto finale o per realizzare piccole produzioni.

STAMPI REALIZZATI IN 3D CON TECNOLOGIA POLYJET: L’ALTERNATIVA AVANZATA

Gli stampi creati con una stampante 3D PolyJet si comportano come i tradizionali stampi in metallo e sono al contempo molto più economici, più facili e più veloci da realizzare. La stampa 3D PolyJet™, quindi, permette alle aziende di costruire al proprio interno stampi per iniezione in tempi rapidi e con costi ben al di sotto di quelli dei metodi tradizionali, con il vantaggio di poter facilmente valutare le prestazioni, l’idoneità e la qualità dei prodotti finali prima di avviarne la produzione in serie.

La tecnologia PolyJet è un metodo di stampa 3D caratteristico dalle stampanti 3D Objet™ di Stratasys®, come la Objet260 Connex e la Objet30 Prime, che viene utilizzato con successo ormai da anni per la prototipazione rapida realistica e che, applicato nella produzione di stampi, offre vantaggi importanti. Una stampante PolyJet™ crea oggetti 3D depositando fotopolimeri liquidi in strati successivi per realizzare le geometrie desiderate. La resina depositata viene solidificata istantaneamente tramite raggi UV e. a  costruzione ultimata, lo stampo ottenuto può essere posizionato immediatamente nella pressa ad iniezione e utilizzato per creare prototipi dello stesso materiale previsto per il prodotto finito. Questi prototipi di precisione permettono di ottenere esempi realistici dei prodotti finiti e possono essere utilizzati per raccogliere dati sulle prestazioni effettive nelle applicazioni reali.

VANTAGGI DELLA STAMPA 3D POLYJET NELLO STAMPAGGIO A INIEZIONE

Di seguito sono riassunti i punti chiave relativi all’impiego della stampa 3D PolyJet™ nello stampaggio a iniezione. I dati provengono da uno studio condotto da Stratasys e pubblicato in un White Paper scaricabile qui.

• Il costo iniziale di creazione di uno stampo con tecnologia PolyJet è relativamente basso. Tuttavia, gli stampi PolyJet™ sono ideali per produzioni di decine o centinaia di pezzi, a seconda del tipo di materiale utilizzato e della complessità dello stampo.
• Realizzare uno stampo con la tecnologia PolyJet™ è un processo relativamente rapido, che richiede solo poche ore rispetto alle giornate o settimane necessarie per creare gli stampi tradizionali.
• In caso siano richieste modifiche al progetto, è possibile realizzare internamente una nuova versione dello stampo a costi minimi.
• Gli stampi creati in materiale PolyJet™ possono essere prodotti con grande accuratezza e con superfici lisce che evitano, nella maggior parte dei casi, il ricorso a lavorazioni successive.
• Geometrie complesse, pareti sottili e dettagli fini possono essere facilmente programmati nel progetto dello stampo. Inoltre, questi stampi non presentano costi di realizzazione maggiori rispetto a stampi più semplici.
• Non è richiesta alcuna pre-programmazione per creare stampi PolyJet™. Dopo il caricamento dei file di progetto CAD, il processo di stampa 3D può essere eseguito senza necessità di intervento manuale.
• Il tempo di processo richiesto per lo stampaggio a iniezione di una parte con uno stampo PolyJet™ è relativamente basso, tuttavia non così basso quanto il tempo impiegato con lo stampaggio convenzionale.