I vantaggi della stampa 3D desktop per realizzare stampi a iniezione

Pubblicato il 7 settembre 2022

a cura di Marco Zappia, Channel Sales Manager per l’Italia di Formlabs

La stampa 3D offre alle aziende molto più di prototipi e rappresentazioni fisiche di modelli CAD. La stampa 3D può complementare e migliorare le tecniche di produzione tradizionali, creando nuove elettrizzanti possibilità per i designer di prodotto e contribuendo sostanzialmente alla creazione di prodotti migliori per i consumatori. La combinazione di tecniche quali lo stampaggio a iniezione, la termoformatura o lo stampaggio in silicone con la stampa 3D SLA permette di lanciare più rapidamente i prodotti sul mercato e di creare un processo di fabbricazione più rapido e conveniente.

Questa combinazione di strumenti stampati in 3D e tecniche di produzione tradizionali viene spesso definita ‘produzione rapida di attrezzature’ e la sua diffusione è cresciuta esponenzialmente da quando sono state lanciate sul mercato stampati 3D SLA a prezzi accessibili che hanno unito la versatilità alla qualità industriale.

Questa crescita è in parte dovuta alla proliferazione di materiali per la stampa SLA ad alte prestazioni, che consentono agli ingegneri di avere accesso a un’ampia gamma di materiali plastici.

La stampa 3D SLA per la realizzazione di stampi per lo stampaggio a iniezione

Lo stampaggio a iniezione è uno dei processi più diffusi nella produzione di articoli in plastica. È molto usato per la produzione in serie di parti identiche con tolleranze strette. È una tecnologia conveniente ed estremamente replicabile per la realizzazione di grandi lotti di parti di alta qualità. Può produrre volumi da 1.000 a oltre 100.000 parti a un costo per unità davvero basso. Lo stampaggio a iniezione ha tempi di ciclo brevi, infatti ogni apparecchio è in grado di fabbricare nuove parti a intervalli che vanno dai 15 ai 60 secondi.

La stampa 3D desktop è una soluzione efficace per realizzare stampi a iniezione rapidamente e a basso costo. Richiede un’attrezzatura molto limitata e permette di risparmiare il tempo necessario alla lavorazione CNC, dando modo alla manodopera specializzata di dedicarsi a compiti ad alto valore aggiunto. I produttori possono trarre vantaggio dalla velocità e dalla flessibilità della stampa 3D in-house per creare lo stampo e approfittare della capacità di produzione dello stampaggio a iniezione, così da ottenere una serie di unità da comuni termoplastiche in pochi giorni. Possono inoltre realizzare stampi di forme complicate che sarebbero altrimenti difficili da produrre e che possono essere utilizzati tanto con apparecchi desktop quanto con macchine per lo stampaggio industriali, garantendo ai team di sviluppo una maggiore libertà di innovazione. Un ulteriore vantaggio per lo sviluppo di prodotto è la possibilità di eseguire iterazioni sul design e testare il materiale per l’utilizzo finale prima di investire nelle attrezzature definitive.

Gli stampi a iniezione devono essere in grado di sopportare le pressioni di serraggio e di iniezione, le temperature di iniezione e qualsiasi agente refrigerante o distaccante che può essere usato. In questo modo ci si può assicurare che lo stampo potrà essere usato ripetutamente per produrre parti uniformi e fedeli al design originale.

Materiali in grado di sopportare pressione elevata, alte temperature e agenti refrigeranti o distaccanti

Formlabs offre una gamma di materiali che soddisfano questi requisiti e sono adatti a sostituire gli stampi in alluminio per la produzione di volumi ridotti.
• Per ottimizzare lo stampaggio a iniezione con volumi ridotti, Formlabs ha sviluppato la Rigid 10K Resin. La combinazione di resistenza, rigidità e resistenza termica fa della Rigid 10K Resin il materiale ideale per gli stampi a iniezione. La Rigid 10K Resin ha una temperatura di distorsione termica di 218° C a 0,45 MPa e un modulo di elasticità di 10 000 MPa, e queste caratteristiche ne fanno un materiale per lo stampaggio robusto, estremamente rigido e stabile dal punto di vista termico, in grado di mantenere la propria forma quando sottoposto alla pressione e alla temperatura necessarie per realizzare parti accurate.
• La High Temp Resin è un materiale alternativo che può essere preso in considerazione nei casi in cui le pressioni di serraggio e iniezione non sono troppo elevate e la Rigid 10K Resin non è in grado di sostenere le temperature di iniezione richieste.
• La Grey Pro Resin può essere scelta se la precisione dimensionale delle parti realizzate è meno importante e l’iniezione è caratterizzata da pressione e temperatura limitate. Gli stampi realizzati in Grey Pro Resin si piegheranno prima di rompersi, il che potrebbe allungarne la vita utile, ma potrebbe anche peggiorarne la precisione con il passare del tempo.

Braskem, una delle più importanti aziende petrolchimiche del mondo, ha usato uno stampo realizzato in 3D con la High Temp Resin per effettuare 1500 cicli di iniezione per produrre estensori per mascherine. L’azienda ha stampato l’inserto e l’ha posizionato in un comune stampo metallico integrato nel sistema di iniezione. Questa è una soluzione efficace per produrre lotti medi in tempi rapidi. Con l’evolversi del design o in caso di insuccesso, l’inserto stampato può essere sostituito. Così, mentre si producono più pezzi in contemporanea, è possibile creare stampi su richiesta con geometrie elaborate difficilmente realizzabili con le tecniche di produzione tradizionali.

Novus Applications ha migliorato il processo di stampaggio a iniezione con la Rigid 10K Resin

Novus Applications, un’azienda specializzata nello sviluppo di prodotto e in particolare nei beni di consumo, ha ampliato le frontiere dello stampaggio a iniezione integrando la stampa 3D nel workflow, così da velocizzare il processo e consentire un approccio agile alla produzione. Usando la Rigid 10K Resin di Formlabs per stampare in 3D gli stampi a iniezione, Novus Applications ha raggiunto i suoi obiettivi risparmiando denaro e giorni di lavoro. Di conseguenza, il processo è più automatizzato.

Novus aveva bisogno di un materiale in grado di sopportare le alte temperature e le sollecitazioni della procedura con un’ottima resa dei piccoli particolari. In particolare, la parte filettata era un punto delicato. L’elevata resistenza ha garantito che lo stampo realizzato con la Rigid 10K Resin potesse sopportare la pressione per il serraggio e per l’iniezione senza rompersi, mentre la rigidità ha consentito allo stampo di mantenere la forma inalterata nonostante queste pressioni e di produrre parti precise nei minimi dettagli. Grazie alle proprietà del materiale è stato possibile stampare a iniezione centinaia di parti in polipropilene e polietilene con un solo stampo, senza che si rompesse. Non solo la Rigid 10K Resin ha dimostrato una buona stabilità dimensionale, ma la stampa è stata anche più semplice e veloce rispetto alla fresatura di alluminio e acciaio.

HP celebra dieci anni di innovazione nell’additive manufacturing e presenta la stampante 3D HP MJF 1200
In occasione di RAPID + TCT 2026, HP ha presentato diverse novità nel proprio portafoglio di soluzioni per la manifattura additiva. Queste innovazioni confermano l’impegno dell’azienda nel ridurre le barriere all’adozione di questa tecnologia, consentendo ai clienti...
Weerg introduce il PA12 FR: prestazioni superiori e proprietà ignifughe
Integrare proprietà ritardanti di fiamma nel nylon PA12 per garantire la massima efficacia in contesti dove la sicurezza risulta fondamentale, mantenendone inalterate le caratteristiche meccaniche. Nasce da questo presupposto il nuovo materiale flame retardant PA12 FR, recentemente...
Weerg punta sul TPU: la rivoluzione della stampa 3D industriale MJF diventa flessibile.
Weerg, il primo service online di manifattura in Italia specializzato nei settori della stampa 3D e delle lavorazioni CNC, annuncia l’integrazione ufficiale del Poliuretano Termoplastico (TPU) nei propri processi di stampa 3D industriale con tecnologia Multi Jet...
Weerg utilizza il Nylon PA11 Gen 2
Maggiore affidabilità, ripetibilità elevata e una migliore uniformità del prodotto finale sono i principali fiori all’occhiello che caratterizzano il Nylon PA11 di seconda generazione, permettendogli di compiere un importante passo avanti rispetto alla versione precedente. Questa nuova...
Energy Group, da 30 anni al servizio dell’innovazione nel manifatturiero
Taglia il traguardo dei 30 anni di attività una delle aziende che hanno maggiormente contribuito all’innovazione nel settore manifatturiero in Italia, in particolare nell’ additive manufacturing. Energy Group è infatti nata nel 1995 da un’intuizione dei tre...
Ispezione rapida nella produzione di materie plastiche con le soluzioni Zebra
Zebra Technologies ha implementato con successo una potente soluzione di ispezione visiva per lo stampaggio a iniezione di materie plastiche nel settore manifatturiero. La soluzione Sentinel Vision 3D LaserScan consente un’ispezione in linea al 100% e una rilevazione...
La stampa 3D MultiJet Fusion di Weerg strategica per CT Pack
Nata dalla solida tradizione meccanica italiana, CT Pack è un’impresa fondata nel 1995 nel ferrarese che si è evoluta in un attore di primo piano a livello globale, specializzato nella creazione di impianti di confezionamento primario e...
La microfabbricazione additiva è oggi disponibile per tutte le imprese italiane
A introdurla sul mercato nazionale è SolidManufacturing, braccio operativo della quotata SolidWorld Group per la rivendita di sistemi di stampa 3D industrial grade, grazie alla collaborazione con Boston Micro Fabrication (BMF), il produttore statunitense riconosciuto a livello...
Weerg introduce 12 nuove stampanti 3D Bambu Lab H2D
La FDM – Fused Deposition Modeling, è una tecnologia di stampa 3D tra le più diffuse, sia a livello puramente hobbistico che in ambito industriale. Un’innovazione tra le più interessanti nel mondo della manifattura additiva che dà...
ITS Angelo Rizzoli: Barbara Lodi ci mostra le tecnologie del Centro
Barbara Lodi, responsabile ITSAR Sport e responsabile dei Laboratori Stampa 3D, Robotica e Metaverso AI, ci porta alla scoperta delle tecnologia che la ITS Academy Angelo Rizzoli mette a disposizione dei suoi allievi. Qui ci troviamo specificatamente...