BLOG / 28 giugno 2018

Stampaggio plastica: quali vantaggi con la stampa 3D?

La progettazione degli stampi è probabilmente ancora un’applicazione dove la diffidenza verso la stampa 3D rappresenta un freno all’innovazione. Vi raccontiamo l’esperienza di un’azienda italiana che ha deciso di unire la propria solida pluriennale competenza in campo industriale e tecnologico alle tecnologie più avanzate.
sistemi professionali di stampa 3D vengono diffusamente impiegati per realizzare prototipi grazie ai quali eseguire valutazioni estetiche e verifiche di eventuali problemi correlati a forma, adattabilità e funzione. Negli ultimi anni stiamo assistendo ad una rapida estensione dell’uso delle stampanti 3D professionali verso l’ambito produttivo sia per la costruzione di parti finali che per la realizzazione di attrezzature da impiegare direttamente in produzione, complice la aumentata disponibilità di materiali additivi sempre più prestanti.

Nel settore dello stampaggio materie plastiche l’impiego più diffuso delle stampanti 3D è rivolto al prototipo del prodotto finale, utilizzato per agevolare lo studio e la costruzione dello stampo in metallo, tuttavia esistono opportunità ottenere grossi vantaggi nella realizzazione delle impronte e del tooling per iniezione. La storia che vi raccontiamo parte da qui.


Stampaggio a iniezione

Lo stampaggio a iniezione è il processo di produzione con il quale un materiale plastico fuso viene iniettato in una cavità dello stampo dove si raffredda e indurisce, assumendo la forma della cavità. Si tratta di uno dei processi più diffusi al mondo ed è utilizzato in particolare per la produzione in serie di parti finite spesso complesse e con un alto livello di precisione.

Stampo per iniezione - Tasselli stampati in 3D con tecnologia Stratasys PolyJet in Digital ABS con parti finali ottenute dall'impiego dello stampo in produzione (immagine per gentile concessione di Circle Project).

 

Le tecnologie innovative 3D rafforzano ulteriormente competenza e professionalità.

Circle Project è un’azienda italiana che si occupa di industrial design e product consulting, la cui serietà e professionalità rappresentano e contraddistinguono la società nel settore della piccola e della grande industria. Circle Project da oltre 40 anni è al servizio delle aziende leader, per realizzare prodotti e fornire servizi d’eccellenza che vanno dalla progettazione all’assistenza on-site, alle metodologie produttive e di controllo, a garanzia della miglior qualità e della massima durata del prodotto. I processi sono garantiti dalla completa assistenza al Cliente in ogni fase di progettazione e di sviluppo, così come in qualsiasi processo che interessi l’impiego di componenti plastici e metallici o gli assiemi ad essi legati. I servizi forniti comprendono il design e l’industrializzazione del prodotto, analisi e simulazione di prodotto e processo per iniezione plastica (termoplastici e RIM), prototipi e preserie produttive, stampi e attrezzature di produzione, assistenza, stampaggio e omologazione di particolari. Gli ambiti applicativi in cui opera sono molteplici: strumenti musicali, citofonia, telefonia, registratori di cassa e bilance, grandi e piccoli elettrodomestici, casalinghi e articoli da giardino, accessori hi-fi, accessori per mobili, automodelli.
 

“Le nuove tecnologie 3D unite alla nostra esperienza della progettazione di stampi ci hanno dato risultati tanto positivi quanto inattesi”



La stampante 3D ci ha offerto vantaggi inaspettati

Francesco Guerrini, Responsabile Area Commerciale di Circle Project, racconta “Abbiamo deciso di dotarci di un laboratorio interno con stampante 3D e CNC per poter realizzare più rapidamente le impronte degli stampi che progettiamo. Siamo partiti con un progetto pilota”, prosegue Guerrini, “per verificare le effettive potenzialità che la stampa 3D ci offriva, stampando i tasselli in resina, piuttosto che realizzarli al CNC come al solito, dove iniettare il materiale termoplastico.

Anteprima di stampa del tassello maschio, proveniente dal
software di progettazione, in GrabCAD Print.

 

In circa 25 giorni siamo riusciti a completare l’intero progetto di un prodotto semplice ma caratterizzato da una cerniera e da due punti di iniezione, grazie all’utilizzo del software Moldex3D per l’analisi dei flussi e della stampante 3D Stratasys Objet30 Prime per la realizzazione delle impronte.”, afferma Guerrini.

Abbiamo messo a confronto lo stampo tradizionale in metallo con quello stampato in 3D in resina per renderci conto con precisione delle potenzialità offerte dalla stampa 3D PolyJet in un’applicazione per noi inesplorata.

Fino a quel momento, Circle Project aveva utilizzato la sua stampante Stratasys per la realizzazione del prototipo del prodotto finale dal quale partire per lo studio dello stampo. Ciò che li ha spinti a esplorare nuove opportunità è stato leggere un articolo apparso su una rivista specializzata nel settore della plastica, che raccontava del connubio tra le stampanti 3D professionali Stratasys e il software Moldex3D. Avendo già in casa entrambe le tecnologie, è stato immediato decidere di verificare direttamente se i vantaggi declamati potessero diventare reali anche per Circle Project.
 

Con il software Moldex3D abbiamo eseguito l’analisi necessaria a individuare il materiale plastico più adatto da usare per l’iniezione, in modo da ottenere le migliori prestazioni funzionali della cerniera”, racconta ancora Guerrini. “Fin dall’inizio abbiamo sviluppato il progetto in funzione della prova stampo, considerando tutti gli aspetti delle varie fasi, dal prodotto finale allo stampaggio: sformi, punti di iniezione, giunzione stampi e condizionamento. Questo approccio ha quasi completamente azzerato le necessità di modifiche, riducendo drasticamente i tempi”.

Ci siamo resi conto che rispetto alle impronte in metallo, i tasselli stampati in 3D con il materiale PolyJet offrono anche vantaggi nel loro raffreddamento, semplificando così gli accorgimenti da prendere per il condizionamento dello stampo. ”, conclude Guerrini.

 
     Tasselli realizzati con la stampante 3D Stratasys in materiale Rigur, pronti per essere inseriti nel porta stampo (immagine per gentile concessione di Circle Project).
 


Con la propria stampante 3D Stratasys Objet30 Prime Circle Project ha realizzato il tassello maschio e il tassello matrice, stampato con il materiale Rigur, che sono stati inseriti nel porta stampo e sottoposti a circa 30 cicli di iniezione con polipropilene senza subire danni che ne pregiudichino l’utilizzo in produzione.

Soddisfatti del risultato ottenuto, ha voluto spingersi ancora un po' più avanti nell’esplorare le possibilità offerte dalla stampa 3D nello stampaggio e ha fatto stampare da Energy Group gli stessi tasselli con un materiale di stampa 3D più resistente, il Digital ABS, disponibile sulle stampanti 3D Stratasys Connex3. In questo caso i risultati sono stati ancora più incoraggianti, dal momento che dopo circa 50 cicli di iniezione con polipropilene le impronte non presentavano il minimo segno di usura.

Stampa 3D: sostituisce lo stampo in metallo?

L’impiego della stampa 3D PolyJet nella progettazione degli stampi per iniezione permette di ridurre i tempi e i costi di sviluppo dello stampo pilota, offrendo enormi vantaggi nelle fasi che precedono la costruzione dello stampo in metallo da impiegare nella produzione in serie.

L’obiettivo di uno stampo PolyJet è colmare la lacuna tra stampi in metallo ottenuti da lavorazione meccanica e stampi in silicone, meno costosi, ma in grado solo di simulare parti stampate a iniezione. Con un costo inferiore del 50% - 70% rispetto agli equivalenti in alluminio, gli stampi PolyJet offrono i vantaggi di quelli in silicone – rapida produzione di parti complesse e possibilità di apportare frequenti revisioni senza incidere troppo sui costi – unita alla possibilità di usare le termoplastiche di produzione.

Le stampanti 3D Stratasys PolyJet impiegano fotopolimeri liquidi a base acrilica che vengono solidificati con un processo ottico a raggi UV. Questa tecnologia permette di utilizzare una vasta gamma di materiali e disporre di funzionalità di stampa 3D per ottenere parti multi-materiale e anche a colori, rendendola estremamente versatile sia per realizzare prototipi di prodotti finali che per le attrezzature di produzione.

I tasselli stampati in 3D con materiali PolyJet sono in grado di accettare un fronte fuso fino a 300° e un tonnellaggio di 200 tonnellate.
 

Scarica white paper "Stampi per iniezione con stampa 3D"


Maggiori informazioni sulle stampanti 3D Stratasys e sulle applicazioni nello stampaggio delle materie plastiche sono disponibili sul sito di Energy Group.

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