Applicazioni reali di stampa 3D nel settore delle materie plastiche

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Nell’ambito della trasformazione delle materie plastiche, l’utilizzo e la realizzazione di stampi fa parte del processo produttivo. Ma quando sono richieste produzioni su scala ridotta o in tempi molto rapidi, i costi, le tempistiche e la manodopera qualificata necessari nel processo tradizionale possono renderli un’opzione proibitiva.

In questo contesto, la stampa 3D può rivelarsi una tecnologia utile. Ma come? Quali applicazioni si possono ottenere grazie alla manifattura additiva per migliorare l’efficienza delle aziende del settore plastico?

Al Congresso delle Materie Plastiche di TMP (Quark Hotel, Milano, 8 novembre 2023) risponderà a questi quesiti 3DZ, azienda che da oltre 12 anni si occupa di accompagnare le imprese nell’introduzione della stampa 3D, essendo rivenditore dei marchi principali di stampanti 3D e scanner 3D, come: 3D Systems, Formlabs, Markforged, Nexa 3D, Artec 3D.

“Nel corso degli anni, numerose aziende di stampisti si sono rivolte a noi per implementare la stampa 3D nei loro contesti produttivi. Abbiamo così acquisito esperienze molto positive per diverse applicazioni di additive manufacturing nel mondo dello stampaggio a iniezione, e in particolare nella realizzazione di stampi pilota e stampi definitivi, ma anche di prototipi, attrezzature, produzioni dirette”, afferma Salvatore Milana, a capo del team di Application Engineer di 3DZ.

La prototipazione in additive manufacturing

Una prima applicazione possibile è quella della prototipazione per validare il design e la funzionalità del prodotto finale, sia in termini progettuali che di impiego di materiale. Serve il prototipo del telecomando della televisione? Oggi la stampa 3D consente di realizzare sia la parte che simula la cover rigida sia quella dei tasti, grazie alla possibilità di utilizzare materiali morbidi.

La prototipazione rapida in additive manufacturing consente una riduzione dei tempi e dei costi di produzione, ma permette anche un’eventuale ottimizzazione del design: se ci si accorgesse di un angolo di sformo non ben progettato o di qualsiasi altra problematica, grazie all’applicazione della prototipazione in stampa 3D tutto questo può essere risolto prima di investire nella realizzazione dello stampo definitivo.

Gli stampi pilota

Stampo per colata ridisegnato e realizzato in stampa 3D

Un altro esempio di applicazione sono gli stampi pilota: così come è possibile produrre il prototipo del pezzo che sarà stampato a iniezione, lo è altrettanto realizzare il prototipo dello stampo, seppur con alcuni limiti sulle dimensioni e le temperature in esercizio.

È possibile realizzare stampi pilota in manifattura additiva con tecnologie specifiche, che consentono di fare test di montaggio, prove estrattori, prove angolo di sformo, prove d’iniezione per un certo numero di battute che, in base al materiale che si inietta, possono variare da poche fino anche a un centinaio.

Stampi realizzati direttamente con la stampa 3D

Con la stampa 3D PepsiCo ha ridotto il lead time dei suoi stampi per stiro-soffiaggio da 4 settimane a 48 ore e i costi del 96%

Quando non conviene o è impossibile produrre lo stampo tradizionale in metallo, con la manifattura additiva si possono realizzare direttamente stampi di diverse tipologie: per termoindurenti, per termoplastici, per colata, per soffiaggio, che possono essere utilizzati come stampi pilota, come inserti o come stampi definitivi per piccoli lotti.

Un esempio di successo è quello di PepsiCo, che ha ridotto il lead time dei suoi stampi per stiro-soffiaggio da 4 settimane a 48 ore e i costi del 96% stampando in 3D l’inserto per produrre 10 mila bottiglie di plastica.

Un altro esempio riguarda Valpolymer, un’azienda di stampaggio di materie plastiche che con la manifattura additiva realizza stampi per colata di resina poliuretanica con elevata stabilità termica, fino a oltre 210°C, riducendo tempi e costi di produzione. Supportata da 3DZ nel redesign dei pezzi, ha creato stampi con strutture reticolari interne cave, proibitive o impossibili da realizzare con i sistemi di produzione tradizionali.

Attrezzature di produzione customizzate

L’additive manufacturing permette di realizzare attrezzature custom al servizio dello stampaggio

Un’altra applicazione della stampa 3D nel mondo dell’injection moulding riguarda le attrezzature di produzione, ovvero tutto ciò che serve per attrezzare una macchina utensile o una pressa, come mani di presa per l’estrazione dei pezzi o posaggi per la post lavorazione.

Ma anche attrezzature per lo stampo vero e proprio, come ha fatto l’azienda TMP System, che ha realizzato in 3D delle lastre di separazione per i pozzetti di raffreddamento dello stampo.

Oggi le tecnologie e le stampanti, la precisione dimensionale ottenibile, l’affidabilità dei processi e i materiali tecnici rendono la stampa 3D una soluzione concreta per la realizzazione di attrezzature di produzione customizzate.

Un’alternativa agli stampi: la produzione diretta

La manifattura additiva può inoltre trovare impiego nella produzione diretta del prodotto finito, eliminando l’esigenza dello stampo: applicazione utile nel caso di lotti piccoli e medi, da pochi pezzi a qualche migliaio. Questo è possibile perché la stampa 3D dispone di processi e materiali certificati, per esempio, conla blue card, la V0-UL94 o la certificazione di durata nel tempo.

Un vantaggio concreto per il settore delle materie plastiche

“C’è un grande potenziale per la stampa 3D nel settore plastico: riscontriamo un interesse sempre maggiore da parte delle aziende, proprio per il risparmio di tempo e l’ottimizzazione dei processi che è possibile ottenere grazie all’additive manufacturing. La stampa 3D permette di accelerare e migliorare il lavoro di chi opera in questo settore”, conclude Salvatore Milana. Per poter trarre un vantaggio reale dalla manifattura additiva è cruciale, tuttavia, studiare bene l’applicazione, scegliere le tecnologie e i materiali giusti e utilizzare correttamente la stampante. Per questo serve un supporto adeguato, come quello fornito da 3DZ, che con varie sedi nel territorio e un’esperienza di 2600 stampanti installate, affianca le aziende nella scelta, nell’assistenza tecnica e nella formazione per l’utilizzo ottimale delle soluzioni 3D.


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