In questo articolo approfondiremo come gli strumenti di stampa 3D si interfacciano con un tema produttivo complesso come la formatura di lamiere metalliche.
Le lavorazioni tradizionali
All’interno della produzione odierna le componenti realizzate in metallo trovano sempre più spazio, dalle applicazioni legate alla creazione di elettrodomestici fino alle carrozzerie o parti di macchinari complessi.
A seguito di una sempre più crescente domanda di questi prodotti, dalla piccola alla grande scala, diventa fondamentale la riduzione dei costi e del time to market.
Per la produzione vengono principalmente utilizzate le tecniche tradizionali di produzione dei metalli, realizzate a caldo o a freddo, che includono la formatura, la fusione, lo stampaggio, la giunzione e la lavorazione per asportazione di truciolo.
Le tecniche di formatura
Tra le tecniche produttive sopracitate, la formatura è tra le procedure più convenienti per la produzione di parti su larga scala, grazie alla possibilità di automatizzare il processo e di avere scarti di materiale altamente ridotti rispetto ad altre lavorazioni.
La formatura dei metalli permette di creare strutture, sia semplici che complesse, caratterizzate da una grande resistenza e lavorate per deformazione. Questa tecnica produttiva include trattamenti come la piegatura, la filatura, la trafilatura o l’allungamento.
Questi metodi produttivi richiedono, in base al componente che vogliamo realizzare, apparecchiature specifiche e molti strumenti di formatura. Tra questi strumenti la matrice è la parte che agisce in modo diretto sulla lamiera per ottenere la deformazione e, essendo la parte che definisce la forma, è quello che viene modificato più spesso.
Le matrici sono solitamente prodotte mediante processi CNC, sia internamente che grazie a fornitori esterni specializzati, e hanno costi di produzione e tempi di realizzazione elevati.
Molte delle industrie che si occupano di questa lavorazione, spinte dalla necessità di abbattere i costi e le tempistiche, hanno individuato nella creazione di nuove tipologie di tooling la strada per ottenere risultati più immediati.
La stampa 3D applicata alla formatura
La stampa 3D ci viene incontro in questo passaggio tecnologico, permettendo la creazione di piccoli elementi di formatura per quelle lavorazioni che richiedono delle forze di flessioni contenute. Per elementi di grandi volumi, la prototipazione 3D, ci consente invece di verificare il design prima di impiegare risorse per la realizzazione di strumenti in metallo che hanno costi molto elevati.
Grazie quindi alle tecnologie di produzione additiva c’è ora la possibilità di progettare e stampare internamente le matrici che permettono di ottenere rapidamente prototipi di parti metalliche, ottenendo geometrie complesse e riducendo la dipendenza da fornitori esterni per questo genere di attività.
Nel corso degli ultimi dieci anni, con una diffusione in diversi ambiti, le stampanti 3D sono diventate sempre più convenienti, con nuovi materiali ingegneristici e qualità di realizzazione più elevate. Negli uffici di progettazione e nelle officine, grazie a questi avanzamenti, si vedono quindi comparire a macchia d’olio componenti per sostituire maschere metalliche, dime e parti di ricambio che hanno impatto minore sull’azienda.
Per queste realizzazioni, tra le varie tecnologie di stampa 3D, le stampanti SLA trovano largo uso.
La tecnologia SLA
La stereolitografia o SLA è caratterizzata da un’elevata precisione ed una finitura superficiale particolarmente liscia che, grazie anche alla diversità dei materiali presenti sul mercato, permette di ottenere risultati elevati a costi ridotti.
Le resine SLA sono isotropiche, abbastanza stabili sotto sforzo rispetto ad altri materiali di stampa 3D e possono quindi essere pressate con una pressa idraulica o altra attrezzatura di formatura. Proprio grazie alla loro natura isotropica, in grado quindi di mantenere le sue proprietà fisiche in tutte le direzioni, questi stampati rappresentano una scelta migliore rispetto alle parti stampate con stampanti 3D FDM (fused deposition modeling).
Essendo soggetti a sforzi importanti, per quanto resistenti, viene sempre consigliato l’utilizzo di una lubrificazione per prevenire l’usura degli strumenti e le forze richieste per premere.
Per la formatura della lamiera, gli strumenti stampati in 3D offrono molteplici opportunità nelle più svariate applicazioni, da staffe piegate a parti goffrate, feritoie, griglia e set di stampi pronti all’uso per una pressa piegatrice.
Ripensare quindi la produzione di utensili per la prototipazione o produzione di elaborati metallici offre una leva competitiva nel mercato attuale riducendo i tempi ed i costi di attrezzaggio.
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