Cosa significa veramente velocizzare il flusso produttivo con la stampa 3D?

Uno dei vantaggi più importanti e accattivanti della produzione in additive è la possibilità di velocizzare il proprio flusso produttivo.

Potresti ridurre i tempi produttivi anche di 3 volte.

velocizza produzione meccanica stampa 3DCosa significa esattamente velocizzare?

Molti produttori di stampanti 3D vogliono venderti questa tecnologia come il nuovo miracolo arrivato sulla Terra, promettendoti benefici astronomici, senza però spiegarti il dietro le quinte della tecnologia.

Quelle poche aziende che sono disposte a formarti per imparare a produrre i tuoi componenti con la stampa 3D, oltre a farti un corso in lingua straniera, ti insegnano ad utilizzare la tecnologia solo dopo che hai aperto il portafoglio e già investito un capitale per acquistare un macchinario.

Da imprenditore meccanico da ben 35 anni, so bene che, prima ancora di investire, è necessario informarsi su ogni minuzioso dettaglio.

Con questo blog ho risolto già molti dubbi sulla stampa 3D, aiutando gli imprenditori meccanici a capire i vantaggi di questa tecnologia della quarta rivoluzione industriale.

Oggi voglio chiarificare cosa significa veramente produrre i tuoi componenti più velocemente con l’additive.

Partiamo da un aspetto che molti produttori di stampa 3D generaliste evitano di dirti: la produzione di un componente in additive si divide in tre parti:

  • La progettazione del componente con il CAD;
  • La realizzazione del pezzo durante il processo di stampa;
  • Lavori di finitura.

1) La progettazione

La prima fase consiste nel progettare il design del componente, considerando le forze in gioco, l’applicazione finale, il peso e i requisiti di performance.

Il progettista impone dei vincoli al materiale, in modo da ottenere un pezzo finale che abbia le caratteristiche desiderate.

Se il pezzo deve essere leggero per i cinematismi meccanici, si procede ad un’ottimizzazione topologica, ovvero un insieme di calcoli matematici, eseguiti dal computer, che permettono di togliere il materiale superfluo per ridurre il peso del componente.

Oltre l’ottimizzazione topologica, è necessario che il tuo progettista abbia acquisito delle skill di DfAM (Design for Additive Manufacturing) ovvero quella disciplina che permette agli operatori di pensare i componenti in funzione di una produzione additiva, evitando inutili sottosquadri e vincoli caratteristici della produzione per asportazione di truciolo.

2) La stampa

Non si può sapere con precisione quanto tempo richiede la stampa di un componente, perché ogni pezzo e geometria è differente.

Molti fattori incidono sulla velocità: la grandezza del piatto di stampa, l’orientamento del pezzo, la distribuzione della polvere e il tempo laser, che dipende dal numero dei layers e dalla geometria del pezzo.

Nel mondo dell’additive manufacturing gira il mito che più è potente il laser e più va veloce.

Come ripete sempre il professor Gatto dell’università UNIMORE: Più è potente il laser, più si esige un limite di velocità

Ti faccio un esempio: se saldi con lo stagno e vai troppo veloce, , il filo saldato si sfalda, come succede anche con la coda di topo di un caffè o il flusso d’acqua di un rubinetto, che scorre troppo veloce.

stampa 3D metalli potenza del laserQuanto i produttori di stampanti 3D ti dicono che la loro macchina ha un laser super potente, sappi che quel requisito per te, che produci componenti in acciaio con elevati requisiti meccanici, è superfluo aumentare di troppo la potenza, dato che qualsiasi acciaio fonde fra i 1400 e il 1500 gradi.

Un laser potente serve per le aziende che devono produrre metalli molto duri e con alte temperature di fusione, come il tungsteno.

3) I lavori di finitura

Fai una prova: vai su un qualsiasi sito di additive manufacturing  e ti accorgerai che tutti i pezzi messi in vetrina sono lucidi e ben levigati.

Quando un produttore di stampanti 3D generaliste ti mostra un campione gratuito di prova, ti fa vedere un pezzo che è già stato lavorato in post- produzione e ti fa credere che il tuo componente uscirà dalla stampante 3D già pronto per essere utilizzato.

Non è così, perché sono necessari lavori di post finitura per ottenere le caratteristiche dimensionali e di rugosità che necessita il componente.

supporti stampa 3DMolto spesso è necessario aggiungere dei supporti, che verranno tolti dopo la stampa.

I supporti servono per:

  • Supportare i sottosquadri;
  • Dissipare il calore
  • Evitare che il componenti si deformi.

Eliminare i supporti non è un lavoro complesso, ma ti ruba un po’ di tempo.

Il metodo più utilizzato per liberarsi dai supporti è l’utilizzo di un elettroerosione a filo (WEDM), che ti permette di agire con precisione in modo di tagliare quasi pari, rispetto al piatto di stampa e di levigare il componente già mentre lo stai separando dai supporti.

Un altro metodo è l’utilizzo del trapano multiutensile. In realtà i supporti ideati nel modo giusto si spezzano con facilità anche solo con una piccola pinzetta.

Altri lavori di finitura potrebbe essere: l’utilizzo della micro pallinatrice, che leviga il pezzo. La sabbiatura, la lucidatura e elettrolucidatura (elettro chemical machining).

I lavori di finitura rallentano i tempi?

Giocano sicuramente un ruolo fondamentale nel flusso produttivo perché, per definizione, l’additive non ti restituisce mai un pezzo finito, ma un semilavorato. Ecco perché i tempi e i costi di post lavorazione andrebbero calcolati nel totale dei tempi di produzione per valutare l’investimento nella stampa 3D.

Grazie alla tecnologia Power Bed Fusione molto spesso non serve mettere i supporti, ma basta aggiungere dei sovrametalli al componente per garantire il supporto e la stabilità necessaria durante la stampa.

La tecnologia Power Bed Fusion è un processo di stampa che consiste nella fusione tramite un laser di un letto di polvere che, solidificandosi, formerà il componente finale.

Un componente con i sovrametalli non ha supporti alla base e rende il componente più ancorato, più pieno e con minori possibilità di deformazioni

Quando un produttore di stampanti 3D generaliste ti dice che con la stampa 3D avrai una produzione più veloce, lo fa basandosi su un’ipotesi; non può prometterti nulla di concreto, perché non ha ancora fatto una prova con un tuo componente.

D’ora in poi saprai come si dividono i tempi produttivi di un componente in 3D. Il secondo passo è testare questa tecnologia su un tuo componente meccanico.

Senza un’analisi preliminare su un tuo componente, non conoscerai mai veramente i tempi di produzione della stampa 3D

Sopratutto, dovresti poter mettere in comparazione la produzione in additive di un tuo componente, con i metodi che stai utilizzando oggi.

Ecco cosa significa veramente accelerare il tuo flusso produttivo:

Produzione più veloce significa che devi comparare un metodo produttivo con un’altro, cosa che nessun produttore di stampanti 3D generalisti fa.

Per aiutarti a capire quanto la produzione di un componente meccanico potrebbe velocizzarsi grazie all’utilizzo di una stampante 3D, specializzata solo negli acciai, ho creato un caso studio che mette in comparazione la realizzazione di un piegatore meccanico con le due tecnologie: metodi tradizionali VS stampa 3D.

All’interno di questo articolo capirai come poter ottenere un caso studio simile su un tuo componente, ancora prima di investire in questa tecnologia.

L’additive manufacturing sarà veramente l’asso nella manica della tua azienda meccanica? Ti porterà vantaggi, sia a livello economico, sia a livello di tempi di produzione?

Perché la stampa 3D è il futuro dell’industria manifatturiera e delle applicazioni, secondo l’analisi di mercato di Smithers Pira (Surrey, UK) con il titolo: The Future of 3D printing to 2027?

Scoprilo cliccando sul bottone rosso in fondo alla pagina, scaricando il caso studio GRATUITO.

P.s: non troverai solo i tempi di produzione, ma anche i costi.

P.p.s: Un tuo concorrente sta già leggendo questo articolo?

Anticipalo, perché i frutti di una tecnologia vanno raccolti quando sono ancora maturi, non quando sono marci e già caduti dall’albero.

You can’t do today’s job with yesterday methods and be in business tomorrow,

Ivano Corsini

Ivano Corsini

Fondatore e CEO di 3D4STEEL. Creatore del metodo CorSystem - Stampa 3D superveloce per la meccanica

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