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Senza strumenti, da dati CAD 3D, per un prodotto personalizzato

Produzione additiva: produrre qualsiasi struttura da materiali standard
Senza strumenti, da dati CAD 3D, per un prodotto personalizzato

Con il Freeformer, il fabbricante di macchine per colare i metalli sotto pressione Arburg introduce sul mercato la prima stampante 3D che lavora con granulati plastici standard. Il caporeparto dott. Oliver Keßling illustra vantaggi e limiti del processo.

Dott. Keßling, a Suo avviso qual è lo stato della tecnica per la produzione additiva oggi?

Oggi difficilmente un’azienda innovativa passa alla produzione additiva. Ma la quasi onnipresente copertura mediatica sembra guidare il tema del futuro verso un punto massimo. Questo può naturalmente condurre ad aspettative eccessive e alle conseguenti delusioni.
Nell’inverno 2013 alla fiera K con il Freeformer avete presentato un sistema vostro. Qual è lo stato attuale dei lavori?
Con il nostro Freeformer, da noi progettato dal punto di vista del costruttore di macchine, siamo solo all’inizio. L’introduzione nel mercato europeo è ad esempio in programma per l’inizio del 2015. La risonanza tra i nostri clienti esistenti è tuttavia già oggi incredibile, perché con il nostro sistema possono ampliare il loro portfolio con la produzione industriale additiva di componenti singoli e piccole serie. Poiché si tratta di una nuovissima tecnologia, per noi è importante lavorare a stretto contatto con gli utilizzatori, che sono in grado di valutare in modo realistico e supportare le possibilità di applicazione della tecnologia. Il feedback e le esperienze pratiche ci stimolano a continuare a sviluppare il processo di pre-formatura plastica Arburg conformemente alle esigenze e alle applicazioni. Da questo punto di vista, per citare gli àuguri di mercato di Gartner, ci troviamo sulla via dell’illuminazione.
Che cosa desiderano le aziende che utilizzano il prodotto? Le loro aspettative sono sempre realistiche?
Quello che molti desiderano è un componente fabbricato con produzione additiva 1:1 che abbia le stesse caratteristiche del corrispondente pezzo stampato. In pratica uno stampaggio a iniezione in piccole serie senza strumenti. Naturalmente ciò non è possibile. Nel complesso, tuttavia prevalgono i desideri realizzabili. In primo piano vi sono prodotti individuali e il veloce passaggio a prototipi efficienti o parti funzionali. Entro pochi minuti, è possibile avviare la produzione. Inoltre, è possibile realizzare geometrie indeformabili dal punto di vista della tecnica di stampaggio a iniezione.
La produzione additiva verrà utilizzata prevalentemente in ambito industriale per la fabbricazione di prototipi o le sue applicazioni andranno oltre?
Fino a oggi, i comuni processi di produzione additiva vengono utilizzati prevalentemente per il Rapid Prototyping. Spesso si utilizzano materiali speciali che oltretutto sono anche costosi. Il Freeformer e la pre-formatura plastica Arburg convincono invece per la varietà dei materiali. Si lavorano i comuni granulati standard come ABS, PC, PA o TPE morbido che, similmente a quanto avviene nello stampaggio a iniezione, vengono fusi in un cilindro di plastificazione e poi applicati in piccolissime gocce. Già dopo pochissimo tempo sono disponibili campioni o campioni funzionali. Nello sviluppo di questo processo industriale ci siamo posti l’obiettivo di consentire la produzione additiva di componenti funzionali singoli o in piccole serie. Il processo di pre-formatura plastica con il Freeformer è chiaramente una modalità operativa complementare allo stampaggio a iniezione, per noi.
Quali possibilità vede nell’ingegneria biomedica? Esistono clienti pilota per il Freeformer, nel settore?
Uno dei vantaggi del Freeformer è che lavora indipendentemente dal materiale. Ci siamo posti come obiettivo la specifica di una vasta gamma di materiali e attualmente stiamo testando anche materiali autorizzati per l’ingegneria biomedica. A tal proposito abbiamo già ricevuto richieste dai clienti. Pensi ad esempio a griglie, viti e altri impianti in materiali bio-riassorbibili, che con il tempo si decompongono nel corpo. Vediamo inoltre una vasta gamma di possibili applicazioni nella produzione di apparecchi medicali.
Il Freeformer funziona con granulati plastici standard…
Il Freeformer può lavorare ABS, PC, PA nonché materiali elastici come il TPE. Il cliente può pertanto attingere a materiale standard presente o facilmente reperibile e conveniente dal punto di vista economico. Anche combinazioni di materiali duri e morbidi e altre applicazioni multicomponente sono possibili. Passo passo renderemo tutto ciò possibile per una vasta gamma di materiali e diverse grandezze delle gocce.
Quali vantaggi ha il processo per i clienti?
La tecnica alla base del Freeformer si basa su utilizzo continuo e precisione. In essa confluiscono un know-how di decenni nella costruzione di macchine e nella lavorazione della plastica. Un vantaggio rispetto allo stampaggio a iniezione risiede nel fatto che, partendo da dati CAD 3D, è possibile produrre in modo molto rapido, automatizzato e senza utensili, singoli campioni per esperimenti e componenti qualitativi funzionali in piccoli numeri. Inoltre, la libertà di design è massima. Rispetto alla lavorazione all’utensile dei metalli e a diversi processi additivi, il Freeformer convince anche perché non si creano né polvere né emissioni, pertanto non sono necessarie ulteriori strutture come gli impianti di aspirazione, e di conseguenza è adatto anche all’utilizzo in ufficio. Richiede solo una presa, dati CAD 3D e un comune granulato plastico.
Dove vede limiti alla produzione additiva di oggi e domani?
L’incognita principale riguarda il numero di pezzi che si possono produrre, nonché qualità, velocità e frequenza di produzione. La produzione additiva viene utilizzata se ad esempio un nuovo componente o campioni per esperimenti devono essere disponibili in tempi rapidi. Per la produzione in serie e grandi numeri di pezzi, lo stampaggio a iniezione rappresenta sempre la soluzione più efficiente. La libertà di geometria, combinata con la libertà per quanto riguarda i materiali, permetteranno, grazie al Freeformer, nuovissime applicazioni plastiche nella tecnica, ma anche nell’utilizzo umano.
Produzione additiva – fai da te o su commissione? Durante i colloqui con i clienti, quali motivi li fanno propendere per un determinato modello? E a quali gruppi target vuole rivolgersi con il Freeformer?
In primo luogo, ci rivolgiamo ai clienti già esistenti. Con il Freeformer possono ampliare il loro portfolio con la produzione additiva di pezzi singoli e piccole serie. A questo si aggiunte il vantaggio della sicurezza del know-how, poiché i dati CAD di un prodotto non devono essere inviati all’esterno. E naturalmente c’è il vantaggio temporale: già dopo pochissimo tempo sono disponibili campioni o campioni funzionali. L’acquisto di un Freeformer conviene, tuttavia, solo a partire da determinati quantitativi di produzione e dimensioni dell’azienda. Le aziende più piccole si rivolgeranno piuttosto a prestatori di servizi. Anche questo gruppo target si interessa molto al Freeformer.
Sabine Koll Corrispondente da Böblingen

Un nuovo approccio per la produzione additiva
Presso Arburg Kunststoff-Freiformen (AKF) si fondono granulati standard e non si lavorano speciali resine, polveri, barre o altri materiali preconfezionati, pertanto è disponibile una vasta scelta di materiali e colori e i costi sono ridotti. La lavorazione dei materiali è simile allo stampaggio a iniezione: il granulato plastico viene introdotto nella macchina e fuso in un cilindro di plastificazione riscaldato. I componenti vengono prodotti da piccolissime gocce, generate dall’unità di scarico fissa con ugello e chiusura piezoelettrica dello stesso. Tramite il movimento del supporto componente a tre o cinque assi nello spazio, le gocce scaricate costruiscono gradualmente la parte desiderata. Con la versione optional a cinque assi, si possono produrre tagli sottosquadro privi di struttura di supporto. Inoltre, è possibile realizzare complesse geometrie 3D senza produrre rifiuti, con un ridotto consumo di materiale e pertanto in modo altamente economico. Ma Freeformer può fare ancora di più. Nella versione con due unità di scarico si possono lavorare anche due componenti, pertanto nascono combinazioni duro-morbido mobili o pezzi con estetica e sensazione al tatto speciali, nei quali entrambi i componenti si legano in modo sicuro e gli elementi sono utilizzabili in modo funzionale.
Ulteriori informazioni: www.arburg.com/it

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