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Shapemode riduce i costi per la produzione di piccoli lotti di siringhe grazie alla resina THERMA DM500

Il presente della produzione industriale si basa molto sullo stampaggio ad iniezione. La capacità di introdurre gradualmente i vantaggi della produzione additiva nelle tecnologie formative consolidate è fondamentale nello sforzo di implementare commercialmente la AM, almeno nel breve termine. Utilizzando la resina THERMA DM500 per i sistemi AM stereolitografici DWS, il fornitore italiano di hardware, servizi e materiali di stampa 3D Shapemode è stato in grado di produrre stampi per lotti brevi di siringhe mediche personalizzate da 100 ml. Il prodotto finale, realizzato con un materiale in polipropilene (PP), è stato utilizzato con successo per i trapianti di microbiota su pazienti affetti da gravi infezioni.

Il prodotto finale consisteva in un contenitore cilindrico con pareti sottili. I prodotti di questo tipo vengono normalmente ottenuti utilizzando un processo di iniezione ciclica, che è oggi il metodo più comune per la lavorazione delle materie plastiche polimeriche. I costi di produzione di una siringa su large scala sono bassi, poiché la produzione di massa è diffusa al giorno d’oggi.

Tuttavia, la realizzazione di uno stampo tradizionale in metallo richiede investimenti per migliaia di euro (tra € 5.000 e € 100.000 a seconda della complessità dello stampo) e diverse settimane (tra 4 e 8). Con l’aumentare delle esigenze di personalizzazione e dei rapidi tassi di evoluzione del prodotto, cresce la necessità di ridurre i tempi e i costi necessari per la produzione di piccoli lotti, consentendo sia alle start-up che ai marchi consolidati di ottenere rapidamente pezzi finiti.

Diversi stampi possono essere prodotti in 3D in poche ore usando resine THERMA DM500 su sistemi DWS SLA.

Implementando nuove tecniche per la produzione in serie ridotta con stampi prodotti in 3D, Shapemode è stato in grado di pianificare più attentamente il processo e selezionare i parametri appropriati per ridurre al minimo le spese. In questo caso, era importante eseguire test preliminari e analisi comparative riguardanti le procedure di processo e le proprietà del prodotto al fine di minimizzare i costi selezionando razionalmente una serie di condizioni.

Modellare lo stampo con THERMA DM500

Durante la fase di prova sono state testate diverse opzioni di produzione: parametri con pressione di iniezione ridotta o assenza di pressione, con temperatura ridotta dello stampo di iniezione. Grazie a una conoscenza approfondita del processo, Shapemode ha suggerito modifiche, in accordo con il cliente, come lievi cambiamenti nella geometria della siringa, al fine di renderlo più adatto al processo di stampaggio ad iniezione. Il prodotto finale ha soddisfatto tutti i requisiti tecnici garantendo al contempo costi di produzione inferiori, bio-neutralità e sterilità.

Questa applicazione di successo di Shapemode mostra che implementando la stampa 3D nel processo di fabbricazione degli stampi è possibile combinare alcuni dei vantaggi chiave delle tecnologie di produzione additiva – come una produzione più snella, su richiesta, personalizzata – con i materiali finali utilizzati nei tradizionali processi formativi.

La siringa finale è prodotta in polipropilene resistente

THERMA DM500 è un materiale fotosensibile sviluppato appositamente per la produzione di stampi per iniezione di materie plastiche, resistente a centinaia di cicli, a temperature molto elevate (180-220 ° C) e alta pressione. Questa resina intende colmare finalmente il divario tra prototipazione e produzione in termini sia di costi che di benefici. La capacità di stampare in 3D gli stampi sta generando una nuova generazione di prodotti in grado di sfruttare sia le geometrie avanzate che i materiali finali, abbreviando i tempi di immissione sul mercato. THERMA DM500 consente di produrre dozzine di stampi in poche ore.

La soluzione di Shapemode

Attraverso la continua attività di ricerca e sviluppo, gli ingegneri di Shapemode hanno messo a punto un flusso di lavoro completo che sfrutta le proprietà uniche dei materiali THERMA DM500 combinate con le capacità geometriche avanzate del processo stereolitografico. Questo processo va oltre il buon prodotto progettato e si basa sull’ottimizzazione della progettazione degli stampi. L’uso di stampi prodotti in 3D non è così diverso da quelli tradizionali, ma i progettisti di stampi devono tenere conto di una serie di elementi identificati da Shapemode.

Il processo di Shapemode prende in considerazione 4 passaggi chiave: progettazione degli stampi, stampa 3D degli stampi, supporto degli utensili per la rimozione dei pezzi e la fase di stampaggio ad iniezione effettiva.

Nelle prime due immagini, inserti stampati in 3D per stampi in metallo. Nella terza e quarta immagine, un altro esempio di produzione in serie ridotta utilizzando stampi prodotti completamente in 3D

La fase di progettazione include elementi da considerare come tolleranza dimensionale, angoli e punto di iniezione. Nella fase successiva, la produzione 3D dello stampo, Shapemode spiega come posizionare accuratamente gli stampi sulle piattaforme di stampa per sfruttare al meglio il sistema TTT (il sistema di movimento del vat, sviluppato per aumentarne la longevità). Shapemode spiega anche come progettare al meglio i supporti utilizzando il software Nauta e come procedere alla fase di post-elaborazione UV.

Shapemode continua a migliorare i suoi servizi. La stampante 3D DWS XPROS SLA recentemente introdotta offre un volume molto più grande (30x30x30 cm), creando interi stampi stampati in 3D o altre parti complesse di stampi che possono essere posizionati all’interno di stampi metallici classici per aumentare le capacità geometriche anche con la maggior parte dei materiali tradizionali.

Questo caso di studio è stato creato in collaborazione con Shapemode

 

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Davide Sher

Sono un giornalista professionista iscritto all'ODG dal 2002 e mi sono sempre occupato di comunicazione trade. Per 10 anni ho redatto una testata dedicata al mercato dei videogiochi e successivamente ho partecipato alla creazione del primo iPad magazine dedicato all'elettronica di consumo. Dal 2012, mi occupo esclusivamente di stampa 3D/manifattura additiva, che vedo come la più affascinante e reale delle tecnologie oggi agli albori ma che plasmeranno il nostro futuro. Ho fondato Replicatore.it nel 2013 e ho scritto come blogger per diversi siti internazionali. Nel 2016 ho fondato la mia società 3dpbm (www.3dpbm.com), con base a Londra, che offre servizi di supporto alle aziende che vogliono comunicare, sia in Italia che nel mondo, i loro prodotti legati alla manifattura additiva. Oggi pubblichiamo diverse testate internazionali tra cui 3D Printing Media Network (il nostro sito editoriale internazionale), 3D Printing Business Directory (la più grande directory al mondo di aziende legate alla stampa 3D), Replicatore.it, Replicador.es e 3D Printing Media Network Chinese Version. Inoltre sono Senior Analyst di SmarTech Analysis, una delle più importanti realtà al mondo attive nella rilevazione di dati e previsioni di mercato relative ai vari segmenti verticali dell'industria della manifattura additiva.

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