Come cambieranno i tuoi componenti meccanici stampanti in additive?

Una domanda che mi viene posta spesso dagli imprenditori meccanici è questa: come usciranno i miei componenti dalla stampante 3D?

Nello specifico, quello che probabilmente anche tu vorrai sapere è che aspetto e che composizione metallurgica avranno.

Purtroppo, trovare dati trasparenti è davvero difficile e spesso vengono date delle risposte troppo generiche.

Io ti posso parlare dei componenti che ho stampato per me e quelli che il team tecnico ha progettato per chi ha aderito al 3D4YOU; se vuoi risposte concrete e sicure dovresti fare le prove sui TUOI componenti.

A fine articolo, ti mostrerò come poter stampare gratuitamente un tuo componente in 3D ancora prima d’ investire nei sistemi additivi, in modo da ottenere tutte le informazioni che ti servono.

Prima, però, voglio mostrarti anche con esempi fotografici cosa succede a un progetto meccanico quando viene stampato in 3D.

1) Si parte sempre dalla testa

Si parte sempre dalla testa, significa che, ancora prima di mettere in modo la stampante, si deve partire dal disegno del componente.

Il lavoro, però, inizia dalla testa del progettista che deve avere già chiara l’idea che dovrà ottimizzare il pezzo per la stampa 3D e non per i metodi tradizionali.

La prima regola del mio metodo: il Metodo CorSystem è proprio questa:

Non si può produrre un componente progettato per i metodi tradizionali in additive

Il progettista non deve pensare di realizzare un componente partendo da un blocco di materiale che poi verrà tolto, ma dovrà creare dal nulla un componente che verrà realizzato già nella sua forma finale.

Se pensi a un tubo di un rubinetto, ad esempio, con l’asportazione truciolo dovrai pensare di disegnare il componente, considerando anche la parte interna che verrà svuotata in un secondo momento. 

Con l’additive manufacturing, invece, il componente viene realizzato direttamente vuoto al suo interno.

L’abilità del progettista sta proprio nel considerare l’applicazione finale del componente, il suo peso, le forze in gioco e impostare dei vincoli.

Questo lavoro viene fatto sia dalla genialità dell’uomo, sia dall’aiuto del software che sfrutta il generative design, ovvero un processo di esplorazione tecnologia che offre al progettista varie opzioni di design del componente finale.

Il progettista scegliere la versione migliore per il sistema nel quale si dovrà inserire.

La prima differenza, quindi, che noterai da un componente progettato per l’additive e un componente pensato per i metodi tradizionali è proprio la distribuzione del materiale e la forma come puoi vedere dalla foto del piegatore.

Alla fine dell’articolo potrà scoprire qual è la differenza di costo e di tempi di produzione d questo componente meccanico prodotto sia in 3D, sia con i metodi tradizionali.

2) Componenti più leggeri e solidi

Una stampante 3D, una volta messa in funzione, ti offre la precisione matematica dell’ottimizzatore topologico che si occupa di diminuire la densità del componente e di disporre il materiale solo dove è necessario per mantenerne la solidità.

L’ottimizzazione topologica ti permette di avere componente più leggeri di quelli in alluminio che ottieni con i metodi tradizionali

Se ti affidi a stampanti 3D che sfruttano la tecnologia Powder Bed Fusion, ovvero Fusione a letto di polvere, allora i tuoi componenti resisteranno anche alle oscillazioni meccaniche.

La PBF è la tecnologia più adatta per produrre componenti meccanici: il laser colpisce le particelle di polvere metallica e le fonde.

Durante il raffreddamento, che avviene all’istante, le particelle si solidificano, formando strato dopo strato il componente.

Questa tecnologia crea dei sovrametalli che permettono al componente sia di essere più resistente.

I sovrametalli verranno tolti durante le post lavorazioni, diminuendo così il valore RA, ovvero la rugosità.

Forse, un’altra delle domande che vorresti conoscere è proprio questa: i miei componenti saranno rugosi o lisci?

3) L’effetto Staircase e la rugosità dei componenti

La rugosità di un componente stampato con la tecnologia Powder Bed Fusion ha una rugosità al millesimo, che non va a compromettere l’applicazione finale del componente.

La stampa 3D, qualsiasi tecnologia sfrutti, è una semplificazione di problemi geometrici complessi, quindi subisce l’effetto Staircase (l’effetto scala).

L’additive non segue una traiettoria lineare, ma a scala. Anche se non si può vedere a occhio nudo, qualsiasi componente è realizzato strato su strato, come se fosse composto da tanti microscopici gradini.

La rugosità, quindi, è sempre presente, ma in un valore così minimo che è irrilevante.

4) Tutto in un unico passaggio produttivo

Diversamente dai metodi tradizionali, il tuo flusso produttivo si riduce a tre piccoli passaggi: progettazione, produzione e post-produzione.

Un’altra differenza che noterai, guardando un componente stampato in 3D, è che non ci sono viti, bulloni e più parti assemblate.

Se con il tornio e la fresa devi spezzettare il lavoro per unire tutti i pezzi insieme come in un puzzle, con la stampa 3D costruisce il tuo componente con un unico passaggio produttivo.

Userai solo un unico materiale come l’acciaio 316 L, ad esempio, riducendo i costi di stoccaggio.

Avrai solo un codice da gestire.

Non ci saranno momenti morti e ritardi durante la produzione del pezzo.

Con la stampa 3D velocizzi la tua produzione fino a 1/3 del tempo

• I tuoi operatori potranno portare a termine più commesse alla volta;
• Potrai soddisfare più clienti, dimezzando i tempi di consegna;
• Potrai aumentare i margini, perché hai eliminato molti costi occulti, come i ritardi e i tempi morti fra un passaggio e l’altro.

• Produci componenti che la tua concorrenza non potrà mai copiare. 

Grazie alla stampa 3D, puoi produrre componenti già assemblati, vuoti all’interno, con sistemi interni, con curve particolari e traiettorie non lineari.

Potrai produrre geometrie impossibili in poche ore, superando tutta la tua concorrenza che non ha investito nell’additive manufacturing.

Purtroppo, però…

non tutte le stampanti 3D presenti sul mercato possono abbattere i costi di produzione

Le stampanti 3D che processano più polveri metalliche, chiamata generaliste, hanno un grosso impatto economico perché i consumabili utilizzati come l’argon, la pulizia richiesta fra un passaggio e l’altro, per evitare contaminazioni fra materiali, e le norme di sicurezza da seguire, non rendono questa tecnologia profittevole per una produzione meccanica.

Il gas utilizzato, ad esempio, ti richiede di allestire una camera bianca nel tuo capannone e di seguire costose severe norme di sicurezza per il trasporto delle bombole di argon.

Inoltre, queste stampanti 3D vengono utilizzate in settori molto distanti dalla tua realtà meccanica: aeronautica, militare, spaziale, medicale ecc.

Ricordati la regola: non puoi produrre componenti progettati per l’asportazione truciolo in 3D.

Allo stesso tempo,

non puoi produrre componenti meccanici con stampanti 3D ingegnerizzate per funzionare al meglio per settori diversi dal tuo

Per questo motivo e perché sono convinto che non puoi valutare l’impatto economico di una stampante 3D e l’efficacia della sua applicazione sui tuoi componenti se non ne provi una, voglio darti un’opportunità unica.

Potrai conoscere le caratteristiche tecniche, i costi e i tempi di produzione dei loro componenti stampati con l’unica stampante 3D mondo specializzata nell’acciaio e nella produzione di componenti meccanici.

L’analisi preliminare di un tuo progetto meccanico è gratuita. Come accedervi?

Lo scoprirai scaricando il caso studio a fine articolo, che ti mostra i tempi e i costi di un piegatore stampato sia in 3D, sia con i metodi tradizionali.

Potrai vedere il confronto fra le due tecnologie e farti un’ idea di come il componente si trasformi durante il passaggio da tecnologia sottrattiva ad additiva.

All’interno del caso studio, troverai tutte le indicazioni per ottenere un caso studio simile su un tuo componente, gratis.

Perché dovresti scaricare il caso studio ora e leggerlo prima possibile?

Te lo dice un sondaggio di Sculpteo. Alla domanda: come valuti l’utilizzo della stampa 3D come strategia di business?

Il 50% ha dichiarato di vedere questa tecnologia come un vantaggio competitivo nel proprio settore.

Il 55% ha confermato che la stampa 3D sia un loro punto di forza e che hanno superato la concorrenza in termini di adozione.

Anche tu vuoi essere fra questi imprenditori di successo?

Scarica il caso studio, cliccando sul bottone rosso sottostante.

Ricorda sempre e per sempre: You cant’ do today’s job, with yesterday’s methods and be in business tomorrow.

Ivano Corsini