La stampa 3D aiuta e sostituisce gli utensili morbidi
In articoli precedenti, abbiamo discusso dei vantaggi che la stampa 3D offre agli strumenti per lo stampaggio a iniezione, la pressofusione e la forgiatura . La tecnologia ha anche il suo posto nell’integrare o soppiantare utensili morbidi, noto anche come stampaggio di gomma, stampaggio di silicone, stampaggio vulcanizzato a temperatura ambiente (RTV) o fusione di uretano.
A differenza degli utensili duri, costituiti da uno stampo in alluminio o acciaio, gli utensili morbidi sono composti da silicone, uretano o altri materiali flessibili e vengono utilizzati per produrre parti con proprietà del materiale più simili a un materiale stampato ad iniezione finale. Questo processo viene talvolta chiamato stampaggio RTV a causa del fatto che può essere eseguito a temperatura ambiente, a differenza dello stampaggio ad iniezione, che richiede la fusione di pellet di plastica. Gli stampi morbidi vengono solitamente iniettati manualmente con un determinato materiale attraverso un tubo alimentato per gravità.
Lo stampaggio della gomma viene spesso utilizzato come ponte tra la fase di prototipazione e le parti stampate ad iniezione, fornendo proprietà del materiale più simili al materiale stampato ad iniezione finale ma a un costo inferiore rispetto agli utensili rigidi che verranno utilizzati per la produzione finale. Inoltre, può essere utilizzato per produrre tirature limitate delle parti finali mentre vengono realizzati utensili rigidi. Mentre gli utensili morbidi sono in genere più economici per lotti di dimensioni inferiori, non possono sopravvivere a tanti colpi come uno stampo in metallo. Gli utensili morbidi possono essere utilizzati in una delle seguenti circostanze:
Le proprietà del materiale di produzione finale devono essere valutate
La quantità supera la capacità economica di prototipazione
È necessario un lotto di prova prima della produzione
Il design non è pronto per gli strumenti di produzione
Sono necessari solo piccoli lotti di produzione (da decine a centinaia) di articoli
La stampa 3D è già utilizzata oggi nella fabbricazione di strumenti software. Un prototipo può essere realizzato con stereolitografia, elaborazione della luce digitale o qualche altra tecnologia di stampa 3D ad alta risoluzione, come getti di materiale (ad es. PolyJet di Stratasys , MultiJet Printing da sistemi 3D , ecc.), Prima che uno stampo flessibile in silicone attorno al prototipo. L’uretano giusto viene quindi selezionato per essere iniettato nello stampo per creare una parte.
Kevin Klotz, ingegnere del progetto senior MGS Mfg. Group, ad esempio, ha detto a 3D Hubs che MGS utilizza la stampa 3D per produrre direttamente stampi, dicendo: “A volte non è tanto il costo di un inserto per utensili stampato 3D rispetto a una versione di strumento morbido, è che non possiamo produrre i dettagli nello strumento software senza, ad esempio, applicare le tecniche di elettroerosione (EDM). Somos PerFORM consente la creazione di dettagli che altrimenti non potrebbero essere realizzati e di renderli in meno tempo. “
Di recente, la startup israeliana Nanofabrica ha implementato la sua tecnologia di produzione di micro additivi su micro stampi per stampa 3D, soprannominando il processo “Direct Rapid Soft Tooling”. Il sistema Terra 250 AM di Nanofabrica è una macchina DLP ad altissima risoluzione che si affida alla litografia a semiconduttore per stampare strati fino a 1 micron. La società, che ha recentemente raccolto $ 4 milioni in un round di finanziamento guidato dal fondo di rischio M12 di Microsoft, è stata in grado di iniettare polipropilene, polietilene e ABS in micro stampi stampati in 3D con il sistema Terra 250 AM.
Gli stampi sono durati 20 colpi a pressioni di 400 bar a 230 ° C. Nei prossimi mesi, Nanofabrica punta a ottimizzare la tecnologia per creare stampi che possano durare 1.000 colpi a temperature di 350 ° C e pressioni di 800 bar. Finora, gli utensili morbidi di dimensioni così ridotte si sono limitati agli sforzi di ricerca, con un team dell’Università tecnica della Danimarca, che ha stampato inserti in micro stampo , come mostrato nel video qui sotto.
Alla macroscala, ora che le stampanti 3D polimeriche stanno iniziando a raggiungere la produttività e le proprietà dei materiali possibili con lo stampaggio in silicone, sono in grado di competere direttamente. In particolare, aziende come Carbon stanno lavorando per sviluppare materiali che assomigliano più da vicino alle proprietà dei materiali utilizzati nello stampaggio ad iniezione, mentre AddiFab e Collider hanno imparato come combinare lo stampaggio ad iniezione con la stampa 3D in modi unici che consentono l’uso di materie plastiche esistenti per lo stampaggio ad iniezione.
