La stampa 3D è stata a lungo associata alla prototipazione e alla realizzazione di un ridotto numero di particolari. La produzione di centinaia o addirittura migliaia di pezzi era decisamente fuori portata. Di recente, però, sono state sviluppate tecnologie che hanno spostato questo limite molto più avanti.
È il caso di SAF (Selective Absorption Fusion) che prevede la fusione per assorbimento selettivo dei polimeri. Così il tempo di stampa diventa estremamente breve e, unito all’elevata qualità e alla precisione dei componenti, consente di lavorare anche su grandi quantità.
Come funziona la tecnologia SAF
All’interno dell’offerta di Stratasys, la tecnologia SAF è presente nella stampante H350. “Si tratta di binder jetting, cioè dell’erogazione di un legante su un letto di polveri precedentemente depositato”, spiega Stefano Blangetti, Area Manager di Energy Group: “Una volta steso uno strato di polvere, le testine di stampa piezoelettriche erogano un liquido ad alto assorbimento che contribuirà, nella successiva fase di irraggiamento con infrarossi, a fondere le aree selezionate tra loro e con le particelle sottostanti, dando così la consistenza definitiva al pezzo. Per via dell’alta velocità di esecuzione del processo, la H350 risponde non solo alle esigenze di prototipazione, ma soprattutto a quelle di produzione, sempre mantenendo i vantaggi tipici della stampa 3D: libertà geometrica, rapidità di esecuzione, flessibilità operativa e assenza di attrezzature complesse quali gli stampi”. Inoltre, trattandosi di un processo molto stabile, in una singola build possono essere posizionati molto vicini tra loro pezzi con geometrie anche complesse o con pareti sottili (fino a 0,4 mm).
Stratasys H350: un’ alternativa vincente
La stampa 3D sta dimostrando anno dopo anno le potenzialità della tecnologia additiva. È in grado, infatti, di produrre in tempi rapidi componenti con geometrie anche molto complesse, talvolta irrealizzabili con altri strumenti. Con la tecnologia SAF di cui è dotata la stampante Stratasys H350, inoltre, è stato abbattuto anche il limite dei lotti più numerosi.
“In questi ultimi anni il problema dell’approvvigionamento dei componenti lungo la supply chain si è dimostrato una criticità per l’industria”, conferma Blangetti: “Poter disporre di una soluzione che permetta di costruire a sé questi pezzi, senza doversi rivolgersi a terzisti o ad altri fornitori, è indubbiamente un enorme vantaggio. Con una stampante come la Stratasys H350 siamo svincolati dal limite dei pezzi che è possibile realizzare. Se uniamo questi fattori, ne escono opportunità eccezionali. Pensiamo a un settore dagli alti volumi come quello automotive, nel quale si sta facendo largo il concetto di mass customization. Lo stampaggio a iniezione usato finora garantisce i volumi, ma non la flessibilità necessaria. Con la stampa 3D, invece, otteniamo velocità, qualità e versatilità”.
C’è poi il tema della precisione dimensionale dei pezzi.
“Nel mondo della stampa 3D”, continua Blangetti, “subentra il concetto di Geometry Dependence: l’accuratezza media rientra nell’ordine dei decimi di millimetro, nel nostro caso 2 o 3. Ed è un valore che consideriamo prudente, poiché una analisi da noi eseguita su migliaia di provini ha mostrato come la maggior parte dei campioni realizzati con la H350 possieda un’accuratezza dimensionale ben al di sotto dei 2 decimi di millimetro”.
Stampa a ciclo continuo
La velocità rappresenta un punto critico nell’additive manufacturing, ma grazie alla tecnologia SAF il tempo di stampa all’interno della H350 è indipendente dalla quantità di componenti presenti o dalla loro complessità. L’unico parametro che la influenza è l’altezza complessiva della polvere (e quindi il numero di strati necessari) immessa nel contenitore amovibile, che ha dimensioni pari a 315x208x293 mm.
Per terminare un processo di stampa completo sono necessarie indicativamente 12 ore, dopodiché si può estrarre il contenitore per lasciarlo raffreddare.
Dopo una breve operazione di pulizia della macchina è possibile ripartire con un nuovo ciclo.
Nell’ambito della razionalizzazione del workflow, il lavoro può quindi essere organizzato in due distinte fasi di stampa: una nel corso della notte, visto che la H350 non richiede presidio, e una al mattino seguente, quando l’operatore estrae il contenitore e si può ripartire con un nuovo ciclo.
Materiali performanti e sostenibili
Stratasys H350 è in grado di lavorare con differenti tipologie di polimeri e la recente acquisizione da parte di Stratasys della business unit di Covestro dedicata ai materiali per la produzione additiva apre a ulteriori sviluppi futuri, come l’impiego del polipropilene.
Il diffuso PA12, ad esempio, assicura un’ottima resistenza chimica e termica e un’elevata stabilità dimensionale dei pezzi stampati, il tutto con una bassa densità.
Il PA11, poi, è un materiale basato su una fonte rinnovabile e strizza l’occhio alla sostenibilità: viene infatti realizzato sfruttando l’olio di ricino e vanta proprietà analoghe a quelle del PA12.
A proposito di sostenibilità, ricordiamo che la stampa 3D consente di utilizzare esattamente la quantità di materiale necessario per la produzione dei particolari.
Inoltre, il polimero che non subisce il processo di fusione all’interno del contenitore può essere setacciato e riutilizzato senza sprechi. È quello che viene definito refresh rate: questa polvere viene mischiata con altra nuova secondo un rapporto prestabilito e può essere utilizzata nuovamente senza vincoli.
