Un recente webinar di Formlabs dedicato allo stampaggio a iniezione con stampi realizzati in 3D ha scaturito grande successo. L’appuntamento ha portato i partecipanti a rivolgere molte domande interessanti agli organizzatori. Formlabs risponde e approfondisce alcune tematiche dedicate allo stampaggio a iniezione con stampi realizzati con la stampa 3D.

Di seguito troviamo le più interessanti suddivise per macro argomenti.

ATTREZZATURA

Quali sono i consigli per un apparecchio dedicato allo stampaggio ad iniezione?

È importante che vi sia la possibilità di impostare alcuni parametri fondamentali come la pressione, la temperatura e la pressione per il serraggio della pressa per iniezione. La scelta dell’apparecchio varia poi a seconda del volume di produzione necessario. Esistono presse interamente elettriche come la Cincinnati Milacron 110 Ton Roboshot o la Sumitomo da 50 tonnellate. In alternativa, è sempre possibile sperimentare lo stampaggio ad iniezione con macchine da stampaggio desktop manuali come la Holipress o la Galomb Model-B100. Ne parliamo nel Whiteparer.

Ci sono materiali Formlabs compatibili con quelli per l’iniezione?

Le termoplastiche, tra cui polipropilene, polietilene, elastomero termoplastico, poliuretano termoplastico, poliossimetilene, acrilonitrile-butadiene-stirene e poliammide sono state utilizzate per l’iniezione in stampi realizzati in 3D con materiali Formlabs. È possibile allungare la vita utile dello stampo utilizzando materiali a bassa viscosità.

PANORAMICA DEL PROCEDIMENTO

Cosa rende uno stampo realizzato in 3D inutilizzabile? Qual è la vita utile media?

Sono diversi i fattori che incidono sulla vita utile media di uno stampo realizzato in 3D:

  • materiale usato per l’iniezione
  • condizioni di stampaggio
  • design

Se prendiamo in considerazione, ad esempio, gli stampi realizzati con la High Temp Resin o con la Rigid 10K Resin dobbiamo considerare che, se sottoposti a pressione, possono rompersi o danneggiarsi.
Si considerano gli stampi inutilizzabili quando compaiono fratture da sollecitazione e si verifica la delaminazione di alcune parti.

Quale tecnologia di stampa 3D è considerata ottimale per la stampa 3D di stampi per iniezione?

La stereolitografia (SLA), comparata alla sinterizzazione laser selettiva o alla modellazione a deposizione fusa, è preferibile. Questo grazie alla finitura superficiale liscia che facilita la rimozione dallo stampo stesso.
Le stampe realizzate con la SLA sono le ideali per lo stampaggio a iniezione.

Esiste una differenza di costo tra la realizzazione di stampi 3D con la stampa 3D e in maniera tradizionale con il metallo?

Il costo dipende da diversi fattori. L’uso di stampi realizzati in 3D può portare a una diminuzione dei costi fino al 97% (caso di Braskem per la produzione di 6000 estensori per mascherine) mentre, l’uso di stampi in metallo è conveniente quando aumentano i volumi.
In generale il costo dipende dai materiali scelti per lo stampo, dalla loro complessità (design) e dimensione.

Stampa 3D VS Stampaggio a iniezione: quando preferire l’uno o l’altro metodo?

È preferibile sfruttare la stampa 3D per la produzione di piccoli volumi e per la realizzazione di prototipi e parti nelle fasi iniziali di sviluppo del prodotto, ovvero quando il design potrebbe subire diverse e rilevanti modifiche. Infatti, in caso di design complessi, la stampa 3D è l’unica soluzione.
È preferibile optare per lo stampaggio a iniezione tradizionale, invece, quando il materiale per la stampa 3D non è adatto alle esigenze oppure se si desidera utilizzare termoplastiche tradizionali.

PROCESSO DI DESIGN

Scopri nel nostro Whitepaper le linee guida per la progettazione dettagliata che vanno tenute in considerazione quando si usano stampi realizzati in 3D invece di stampi in metallo.

Quali sono le caratteristiche di DESIGN consigliate?

Le caratteristiche di design aiutano a migliorare la precisione dimensionale e ad estendere la vita utile degli stampi. Sono da tenere in considerazione: l’angolo di sformo e la profondità degli sfiati d’aria. Il primo è consigliato tra i 2 e i 5 cm e la profondità, invece, di 0,05 mm.

Si possono evitare gli sprechi del materiale di stampa?

Riducendo trasversalmente le aree che non supportano la cavità è possibile ridurre il costo dei materiali. “Svuotare uno stampo di grandi dimensioni” porta a una riduzione del consumo di materiale.

È possibile risolvere problemi di allineamento e linee di separazione quando si usano stampi in due metà?

Per ridurre le possibilità di disallineamento e rughe, è consigliabile progettare un lato piatto. La fresatura e la levigazione, poi, permettono l’adesione delle due parti dello stampo in modo da evitare la fuoriuscita del materiale in eccesso.

Quanto piccoli possono essere i dettagli?

Per avere un buon livello di definizione dei dettagli si consiglia di non procedere con misure inferiori a 0.5 mm per i dettagli negativi e di 0,1 mm per quelli sporgenti.

Come si estraggono le parti?

Nei casi inclusi nel Whitepaper, l’estrazione è sempre avvenuta manualmente. L’estrazione è facilitata dall’inclusione di angoli di sformo elevati oppure l’utilizzo di agenti distaccanti è una buona soluzione per facilitare la separazione della parte dallo stampo. Gli agenti distaccanti con silicone sono una buona soluzione per alcune resine Formlabs, altre utilizzano diversi prodotti.

PROCESSO DI STAMPA

A seguito della realizzazione degli stampi si verifica un restringimento, ci sono raccomandazioni in merito?

È sempre consigliabile aggiungere materiale in eccesso al modello CAD e stampare uno stampo preliminare in modo da poter effettuare degli aggiustamenti manuali. Fresatura e levigatura sono sempre consigliate per aumentare l’adesione delle due metà dello stampo.

È possibile inserire una trama sugli strumenti per lo stampaggio a iniezione realizzati in 3D?

La SLA permette di aggiungere la trama e dettagli complessi di piccole dimensioni.

Per lo stampaggio a iniezione quali materiali sono consigliati?

Oltre alla High Temp Resin e alla Rigid 10K Resin è possibile optare per la Grey Pro Resin che è caratterizzata da un maggiore allungamento alla rottura.

CONDIZIONI DI STAMPAGGIO

Affinché ci siano le condizioni di stampaggio ideali è consigliabile regolare la pressione e la temperatura per evitare la rottura dello stampo. È opportuno posizionare lo stampo ottenuto in una cornice metallica o in alluminio per creare un sostegno contro la pressione verso il basso e il calore dell’ugello di iniezione.
Nel Whitepaper troverai alcuni casi studio.

RAFFREDDAMENTO

I tempi di raffreddamento sono superiori per gli stampi per iniezione realizzati in 3D in quanto il trasferimento termico è più lento per le parti in plastica. È possibile accelerare il processo di raffreddamento usando lotti intercambiabili, in modo da effettuare nuovi cicli mentre le altre serie si raffreddano. In questo modo si stamperanno in 3D più stampi e sarà alternato l’uso per i diversi cicli in modo da ridurre il tempo di ciclo.

RIMOZIONE DELLO STAMPO

L’estrazione delle parti è facilitata dall’inclusione di angoli di sformo elevati e l’utilizzo di agenti distaccanti è una buona soluzione per facilitare la separazione della parte dallo stampo. Gli agenti distaccanti con silicone, per esempio, sono una buona soluzione per alcune resine Formlabs. Nel Whitepaper troverai alcuni casi studio che non hanno previsto l’uso di perni di estrazione.

PROCESSI CORRELATI

Gli stampi realizzati in 3D possono essere galvanizzati, tuttavia, questo processo al momento non è in grado di aumentare la vita utile dello stampo.

 

Vuoi approfondire l’utilizzo della stampa 3D per lo stampaggio a iniezione? Scarica il whitepaper e scrivici a stampa3d@valorebf.it

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Stampaggio a iniezione rapido su scala ridotta
con stampi realizzati in 3D