Hai sentito parlare della stampa 3D e vuoi sapere cos'è e come funziona davvero? Allora sei proprio qui.
Dagli edifici alle protesi, all'aerospaziale e persino al cibo, la stampa 3D è una tecnica di produzione in continua evoluzione che sta crescendo in popolarità ogni giorno.
Sebbene sia ancora agli inizi, la stampa 3D ha preso d'assalto il mondo della produzione con i suoi ineguagliabili vantaggi e il suo straordinario potenziale.
Che tu sia un principiante assoluto o un professionista esperto, le seguenti spiegazioni e suggerimenti sulla stampa 3D ti daranno sicuramente gioia.
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Cos'è la stampa 3D?
Nella stampa 3D, gli oggetti tridimensionali vengono creati sulla base di un modello digitale precedentemente progettato.
È una tecnologia di stratificazione, il che significa che i prodotti vengono realizzati stampando strato su strato fino a formare l'intero oggetto.
Che si tratti di un'opera d'arte, di una forma architettonica, del prototipo di un prodotto che desideri testare, di un accessorio per la casa, di un componente automobilistico, di un dispositivo biomedico, di un componente aerospaziale o persino di un organo biologico - di Mentre costruisci strato dopo strato , puoi creare prodotti con un alto livello di complessità che non sarebbe possibile con i metodi di produzione convenzionali.
Questo ovviamente dipende dalle limitazioni della stampante 3D che stai utilizzando.
Ma mostra quanto siano già diverse le possibili applicazioni della stampa 3D (e lo saranno in futuro). La stampa 3D è anche nota come produzione additiva (AM).
Perché dovresti scegliere la stampa 3D e non altri metodi di produzione?
La stampa 3D non solo può produrre parti complesse, ma può farlo in una frazione del tempo e a un costo significativamente inferiore rispetto ai processi tradizionali come la forgiatura, la fusione e la modellazione.
È interessante notare che vengono rilasciate sempre più stampanti di facile utilizzo, il che rappresenta il passo successivo nella rivoluzione del mondo manifatturiero.
Quali sono i vantaggi della stampa 3D?
Ecco come la stampa 3D può supportare il tuo desiderio di una produzione migliore.
1. Produzione veloce
Uno dei fattori più importanti nella produzione è il tempo.
È importante che il tempo di produzione sia il più breve possibile e che la qualità sia mantenuta.
La stampa con un abbinamento Stampante 3D può risparmiare molto tempo.
Ecco perché è noto anche come "prototipazione rapida".
La prototipazione rapida è essenzialmente un processo di produzione in un'unica fase che aiuta a ridurre al minimo i tempi di processo mantenendo la complessità, la precisione e la fedeltà del prodotto finale.
In breve, un prototipo che richiedeva giorni (o addirittura settimane) per essere completato o testato può essere semplicemente stampato in 3D al mattino, testato, modificato e ristampato la sera.
2. Precisa complessità e flessibilità nel design
Le tecniche di produzione tradizionali limitano la libertà e la complessità del design.
Requisiti come sottosquadri, angoli di sformo e accesso allo stampo limitano la libertà di progettazione.
Con la stampa 3D, puoi evitare questo problema grazie alla sua intrinseca struttura a strati.
Non hai bisogno di tutti questi requisiti elaborati.
La stampa 3D consente di stampare oggetti con un alto livello di complessità e precisione.
3. Versatilità e accessibilità
Una caratteristica sorprendente delle stampanti 3D è che si adattano praticamente ovunque.
- nella tua casa
- Nel tuo ufficio.
- nella tua scuola
- Nel tuo laboratorio o studio.
Finché hai un software di progettazione e un software di taglio sul tuo computer la tua stampante 3D farà il resto.
La stampa 3D viene utilizzata da sempre più persone... non necessariamente da professionisti. Grazie alla sua versatilità e facilità d'uso, anche i non professionisti possono utilizzarlo in modo efficace.
4. Personalizzazione personale
I produttori industriali di solito producono in serie i loro prodotti; Ciò significa che utilizzano gli stessi stampi e le stesse specifiche di progettazione per modellare e produrre i loro prodotti.
Adattare anche minimamente la forma e il design del prodotto alle specifiche esigenze del cliente comporta notevoli sforzi e investimenti. La stampa 3D, invece, offre libertà infinita e facili opzioni di personalizzazione.
Cambia i tuoi disegni come preferisci. Dai a ogni membro della famiglia il proprio regalo personale. Distinguiti dalla massa creando il tuo design di gioielli.
Crea prodotti dentali o medici personalizzati per i tuoi clienti. Le possibilità sono infinite.
5. Minimizzazione del rischio
Un passaggio essenziale nella costruzione di progetti è testare il prototipo per evitare il rischio di realizzare un prodotto difettoso o di investire in costose attrezzature.
È qui che la stampa 3D viene in soccorso. Stampando e testando un prototipo che assomiglia molto al prodotto finale, puoi creare un alto livello di fiducia prima di spendere cifre esorbitanti.
I processi convenzionali consistono in molte fasi di produzione per ottenere il prodotto desiderato.
Ciò comporta un rischio significativo di errore durante il processo.
Al contrario, la stampa 3D è un processo di produzione in un'unica fase che non richiede alcun intervento da parte dell'operatore.
Quindi ti aiuta a eliminare le incertezze e ridurre gli errori in modo rapido ed economico.
6. Sostenibilità e riduzione dei rifiuti
I metodi di produzione convenzionali sono, per definizione, approcci dall'alto verso il basso.
Sono sottrattivi. Un blocco di materiale viene tagliato per formare il prodotto. Durante il processo vengono rimosse quantità significative di materiale indesiderato. Questo materiale indesiderato finisce nella spazzatura.
Alcuni verranno riciclati, ma ciò richiede tempo, impegno e denaro. Al contrario, la stampa 3D è un approccio dal basso verso l'alto.
È additivo. Viene utilizzata solo la quantità di materiale necessaria per produrre la parte. Questi materiali sono anche ampiamente riciclabili e riutilizzabili. Pertanto, c'è poco o nessun spreco.
La stampa 3D è anche relativamente efficiente dal punto di vista energetico.
Il ridotto consumo energetico e la produzione di rifiuti contribuiscono a ridurre l'impatto sull'ambiente e quindi ad aumentare il livello di sostenibilità.
7. Efficienza dei costi
Questa è senza dubbio la caratteristica più eccezionale della stampa 3D.
I costi sostenuti dalle aziende e dai privati nell'utilizzo delle tecniche di produzione tradizionali sono molto elevati.
Immaginare.
- Tutti gli strumenti.
- Le macchine... e la loro manutenzione.
- Il costo materiale.
- I costi energetici.
- Il costo del lavoro... e il costo dell'errore e dell'inflessibilità.
- I processi convenzionali sono costosi, soprattutto per la produzione di piccole serie e la prototipazione.
È qui che la stampa 3D può svolgere un ruolo importante.
- La produzione additiva ha un vantaggio competitivo significativo rispetto ad altri processi di produzione in termini di costi di macchine, materiali e manodopera.
- Il costo della macchina è solitamente il contributo minore al costo totale di produzione.
- Tuttavia, l'efficienza dei tempi e la produzione in un'unica fase danno un vantaggio alla stampa 3D, che a sua volta porta a un aumento delle vendite.
- Il costo dei materiali dipende dal tipo di tecnologia utilizzata.
I costi del lavoro sono l'essenza e la fine di tutto della stampa 3D! Non hai bisogno di più dipendenti altamente qualificati per portare a termine il lavoro. Tutto ciò di cui hai bisogno è uno.
La maggior parte delle stampanti 3D è in grado di eseguire l'intero processo senza ulteriori interventi con il semplice tocco di un pulsante.
Altri vantaggi includono uno spazio di archiviazione ridotto, la capacità di stare al passo con la concorrenza, test di mercato, una migliore comunicazione dei prodotti e riservatezza.
Quali sono gli svantaggi della stampa 3D?
Ma come qualsiasi altra tecnologia, la stampa 3D non è perfetta. Ci sono sicuramente anche alcune limitazioni. Ciò comprende:
1. Debolezza del prodotto
Il metodo strato per strato della stampa 3D può portare a un prodotto dal 10 al 50% più debole e più fragile in determinate direzioni rispetto ai materiali tradizionali.
Questo di solito non è un grosso problema, ma non lo useresti per applicazioni critiche.
Alcune stampanti 3D, come DMLS e SLM, possono realizzare parti più resistenti.
Nei settori che richiedono prodotti affidabili e di lunga durata, come quello aerospaziale, queste stampanti stanno diventando sempre più popolari.
2. Economie di scala
La stampa 3D è piuttosto vantaggiosa nella produzione di piccole serie.
Ma non appena quello Volume aumenta, la stampa 3D perde il suo vantaggio competitivo in quanto il prezzo di produzione per unità diminuisce solo in minima parte.
In confronto, con i processi di produzione tradizionali, il prezzo per prodotto diminuisce drasticamente all'aumentare del volume.
Metodi più convenienti per la produzione di grandi volumi sono la lavorazione CNC e lo stampaggio a iniezione.
Fondamentalmente, la stampa 3D è adatta per piccole serie, ma non ancora abbastanza conveniente per la stampa di massa.
3. Precisione
C'è una piccola tolleranza per l'errore nella stampa 3D. Di solito è compreso tra ± 0,01 mm e ± 0,5 mm.
Che cosa significa? Supponiamo che tu stia stampando un prodotto con un foro da 8,5 mm.
La misura effettiva potrebbe essere compresa tra 8 mm e 9 mm.
Quindi, se sei un'azienda commerciale che produce per un cliente, c'è un piccolo rischio che il tuo prodotto non soddisfi esattamente le esigenze del tuo cliente.
Naturalmente, con l'avanzare della tecnologia, dovrebbe aumentare anche la precisione.
4. Post-elaborazione della stampa
Dopo aver stampato una parte, di solito necessita di post-elaborazione prima che sia pronta per l'uso. Ciò può includere la levigatura e la verniciatura della parte.
Quindi, sebbene il processo di stampa 3D faccia risparmiare tempo, è comunque necessario tenere conto del tempo impiegato per la post-elaborazione.
Potrebbe anche essere necessario creare parti di supporto, specialmente se l'oggetto ha una sporgenza o una sporgenza.
Altri svantaggi includono prodotti di scarto, potenziali emissioni tossiche, materiali di stampa limitati, restrizioni sulle dimensioni e potenziale contraffazione del prodotto.
Alcuni consigli finali sulla stampa 3D
Acquistare una stampante 3D è come comprare un'auto, solo senza il test drive. In altre parole, l'esperienza dell'utente è molto importante. Non concentrarti solo sulle specifiche e sulle metriche. Fai qualche ricerca sulle esperienze degli utenti e su cosa pensano e dicono le persone sulla stampante che stai pensando di acquistare.
Parla con il produttore dell'efficienza energetica della stampante prima di effettuare un acquisto. Ciò consente di fare una stima approssimativa dei costi energetici e, in definitiva, di risparmiare denaro.
Se hai intenzione di perseguire la stampa 3D come carriera, è meglio ricercare corsi universitari, corsi online e opportunità di stage con aziende di produzione additiva che possono aiutarti a iniziare.
Sönke Schmidt offre molti altri utili suggerimenti e trucchi sul tema della stampa 3D, la selezione della stampante giusta e dei filamenti sul suo Blog sulla stampa 3D.