Noi di Boyan ci occupiamo occasionalmente di prototipazione rapida, anche se non è la nostra attività principale. Abbiamo partner regolari che si occupano di questo aspetto, facendo risparmiare ai nostri clienti il tempo necessario per trovare fornitori di stampa 3D adatti e garantendo un servizio più rapido e affidabile.
Gli scopi principali della stampa 3D nel nostro contesto includono:
1. Verifica del progetto e conferma della funzionalità:
Prima di iniziare la produzione di stampi, utilizziamo la stampa 3D per confermare che il progetto è privo di errori e soddisfa i requisiti funzionali previsti. Questo costituisce la maggior parte del nostro lavoro di stampa 3D, che serve principalmente come controllo finale prima dell'inizio della fabbricazione dello stampo.
Esempio 1
È un connettore in plastica progettato per unire due profili di alluminio. Incorpora un meccanismo a scatto, il che significa che sarà sottoposto a una notevole forza di compressione durante l'assemblaggio. Per questo motivo, abbiamo scelto di stampare questo campione utilizzando un materiale in nylon, grazie alla sua maggiore resistenza rispetto ad altre materie plastiche.
Tuttavia, la resistenza dell'attacco a scatto è leggermente inferiore a quella del vero nylon. Ciononostante, soddisfa le nostre aspettative ed esigenze.
Esempio 2
In questo esempio, possiamo assemblare i vari componenti e testare l'aderenza o l'allentamento, oltre a verificare che l'innesto a scatto funzioni come previsto.
2. Prototipi di presentazione:
Utilizziamo i prototipi stampati in 3D per dimostrazioni interne ed esterne, per esplorare ulteriormente i potenziali miglioramenti o valutare se continuare o terminare un progetto. Dopo la stampa, il proseguimento del progetto rimane incerto.
3. Produzione di piccoli lotti:
In genere da 50 a 150 pezzi, questo approccio verifica la ricettività del mercato risparmiando sui costi degli stampi. È fondamentale valutare se l'investimento è conveniente, poiché può rivaleggiare con i costi di produzione degli stampi. La differenza fondamentale sta nel ciclo di produzione significativamente più breve. Inoltre, la scelta del materiale, che tiene conto delle proprietà meccaniche e della durata, è fondamentale. Se la resina fotopolimerica standard non è sempre adatta, materiali come il nylon sono più comuni, anche se la loro varietà è limitata e il loro costo è più elevato.
4. Utilizzo come strumento di ispezione:
I prodotti stampati con resina fotopolimerica possono raggiungere una precisione di +/- 0,1~0,2 mm, rendendoli adatti all'uso come maschere di ispezione. Questo approccio consente di verificare superfici tridimensionali complesse rispetto ai progetti iniziali. Inoltre, il costo della stampa 3D di questi strumenti è notevolmente inferiore a quello della lavorazione CNC. Ciò significa che possono essere utilizzati efficacemente come strumenti di ispezione con una precisione leggermente inferiore e una durata di vita più breve, ma a un costo molto più basso.
Esempio 3
In questo esempio, utilizziamo un campione stampato in 3D per verificare se il contorno tridimensionale delle parti stampate a iniezione corrisponde alla curvatura prevista dal progetto. Per prima cosa dobbiamo progettare la forma di questa maschera di ispezione, che viene realizzata in reverse engineering sulla base della superficie curva 3D del prodotto.
Dopo aver realizzato il prodotto in plastica, lo montiamo sulla dima, usando le mani per misurare l'aderenza e controllando visivamente che il contorno sia perfettamente allineato.
In sintesi, la stampa 3D svolge un ruolo versatile nella prototipazione rapida, dalla verifica dei progetti ai test di mercato. Grazie alla collaborazione con i nostri partner professionisti, offriamo ai nostri clienti soluzioni di stampa 3D complete ed efficienti.
5. Strutture di supporto per la correzione delle deformazioni:.
I prodotti in plastica possono talvolta deformarsi o deformarsi. Una soluzione comune è quella di utilizzare strutture di supporto all'interno del prodotto subito dopo lo stampaggio a iniezione per contrastare la deformazione. Una volta rimossi i supporti, il prodotto può raggiungere uno stato omogeneo.
Queste strutture di supporto devono essere progettate con una forma curva tridimensionale per adattarsi bene ai fianchi del prodotto, evitando contatti puntuali che potrebbero lasciare segni. I metodi convenzionali di lavorazione CNC per questi progetti sarebbero costosi, ma l'utilizzo della stampa 3D riduce notevolmente i costi.
Esempio 4
Ad esempio, nel prodotto in plastica raffigurato qui sotto, un lato del prodotto cede dopo lo stampaggio a iniezione, mentre l'altro lato rimane piatto. In considerazione di ciò, abbiamo progettato una struttura di supporto per modellare efficacemente il prodotto.
I materiali che utilizziamo per la stampa 3D
In realtà, sebbene esistano numerosi materiali per la prototipazione rapida e la stampa 3D, molti di essi sono poco diffusi o piuttosto costosi. Pertanto, considerando i costi e la disponibilità, attualmente utilizziamo solo i seguenti quattro tipi di materiali:
1. Resina fotopolimerica: si tratta di un materiale di stampa 3D ampiamente utilizzato, preferito per le sue prestazioni complessive equilibrate. Le parti stampate con la resina fotopolimerica hanno una superficie liscia, una discreta forza e una moderata resistenza al calore, il tutto a un costo relativamente basso. Tuttavia, ha i suoi svantaggi: potrebbe non essere abbastanza forte sotto un carico prolungato, può deformarsi in caso di stress prolungato e potrebbe scolorire nel tempo.
2. Nylon: noto per la sua maggiore resistenza, che secondo quanto riferito raggiunge il 60-80% di quella del nylon stampato a iniezione. Tuttavia, la resistenza effettiva può variare a seconda delle condizioni di ogni fabbrica, come le attrezzature utilizzate, i materiali di produzione e i processi di fabbricazione. Il nylon ha una superficie notevolmente strutturata, con grani e linee visibili, ed è anche un po' più costoso.
3. PMMA (acrilico): Utilizzato principalmente per i pezzi che richiedono trasparenza. Tuttavia, la sua trasparenza non è così elevata come quella dei pezzi trasparenti stampati a iniezione, con alcune irregolarità della superficie e un aspetto opaco.
4. Silicone, TPU e altri materiali in gomma morbida: questi materiali sono molto pratici e offrono soluzioni di prototipazione rapida per prodotti in gomma morbida. Emulano in una certa misura le proprietà dei tradizionali materiali in gomma morbida e sono adatti per applicazioni che richiedono morbidezza ed elasticità.
In generale, la nostra selezione di materiali per la stampa 3D mira a bilanciare prestazioni, costi e versatilità di applicazione. Scegliendo con cura i materiali adatti a esigenze specifiche, possiamo soddisfare efficacemente le richieste dei nostri clienti nella prototipazione rapida e nella produzione di piccoli lotti.
Una tabella completa delle tecnologie e dei materiali per la prototipazione rapida
Con il rapido progresso delle tecnologie di prototipazione (tra cui la stampa 3D e altre) e la crescente varietà di materiali disponibili, spesso non è necessario avere una conoscenza approfondita di ciascuno di essi. Una conoscenza generale è di solito sufficiente.
Per fornire un riferimento più conciso e chiaro, abbiamo compilato una tabella che elenca i processi di prototipazione rapida più comuni oggi disponibili sul mercato, insieme ai materiali corrispondenti e alle forme di questi materiali. In questo modo, i nostri clienti e partner possono accedere rapidamente alle informazioni essenziali e prendere decisioni più efficaci in base alle loro esigenze specifiche.
| Tecnologia di prototipazione rapida | Materiali corrispondenti (solo plastica) | Forma del materiale |
|---|---|---|
| Modellazione a deposizione fusa (FDM) | PLA, ABS, PETG, TPU, ecc. | Filamento |
| Stereolitografia (SLA) | Resina fotopolimerica | Resina liquida |
| Sinterizzazione laser selettiva (SLS) | Nylon, polistirolo | Polvere |
| Elaborazione digitale della luce (DLP) | Resina fotopolimerica | Resina liquida |
| Modellazione a deposizione fusa (FDM) | PLA, ABS, PETG, TPU, ecc. | Filamento |
| Stampa PolyJet | Varie resine fotopolimeriche (flessibili e rigide) | Resina liquida |
| Stampa 3D con letto di polvere e testina a getto d'inchiostro | Polvere di metallo, polvere di plastica (incluso PMMA), polvere di ceramica | Polvere |
| Binder Jetting (per le materie plastiche) | Acrilico, nylon | Polvere |
| Lavorazione CNC (per la prototipazione) | ABS, Policarbonato, Acrilico, Nylon | Blocco solido |
| Colata sotto vuoto | Resina poliuretanica (che imita varie materie plastiche) | Resina liquida |
Sintesi
In sintesi, sebbene la prototipazione rapida non sia la nostra attività principale, siamo in grado di fornire questi servizi attraverso i nostri fornitori di fiducia. Questo articolo ha illustrato i principali materiali disponibili e ha offerto esempi per una rapida comprensione. Se avete bisogno di questi servizi, non esitate a contattarci.
Domande frequenti
È possibile utilizzare i formati di file STL, STEP o X_T. È possibile utilizzare anche altri formati, ma la conversione in questi formati è solitamente più sicura.
In genere, è compreso tra $0,1-0,15 al grammo. Più piccolo è il prodotto, più alto è il prezzo unitario.
Esistono molti tipi di nylon per la stampa 3D, compresi quelli con e senza fibra di vetro. Il primo è più costoso. In genere, il loro prezzo varia da $0,25-0,35 al grammo.
Come si è visto dai prezzi unitari menzionati in precedenza, il prezzo unitario della stampa 3D è più alto, ma non ci sono costi di investimento iniziali per lo stampo. In genere, il costo di 50-100 stampe 3D può raggiungere il costo di uno stampo. Inoltre, i materiali di stampa 3D sono spesso inferiori alle plastiche utilizzate nello stampaggio a iniezione.
I campioni realizzati in resina fotosensibile richiedono 1 giorno, mentre il nylon e altri materiali richiedono generalmente 1-3 giorni.
