Riduzione dei tempi e dei costi della fusione in sabbia con la stampa 3D ibrida

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Il processo di fusione in sabbia ha subito cambiamenti radicali negli ultimi anni grazie ai benefici e ai vantaggi offerti dalla stampa 3D, nota anche come produzione additiva (AM). Siate certi che i professionisti della fusione in sabbia e le società di fusione tradizionali non falliranno a causa della stampa 3D. Invece, l’AM può assistere il tradizionale processo di fusione in sabbia, rendendolo più veloce, più conveniente e più agile.

Anche con l’uso della stampa 3D, la metodologia fondamentale della fusione in sabbia rimane sostanzialmente la stessa:

L’unico passaggio in questo processo tradizionale che cambia a seguito della stampa 3D è il modo in cui vengono fabbricati la replica effettiva o il modello e l’attrezzatura principale.

Il metodo tradizionale per la fabbricazione di modelli utilizza tecnologie di produzione sottrattiva come la fresatura CNC di forme base in metallo o plastica. Questi processi manipolano un blocco di materiale nella forma desiderata rimuovendo selettivamente il materiale indesiderato utilizzando macchine utensili.

Al contrario, il processo AM inizia dal nulla e aggiunge solo il materiale richiesto, strato dopo strato all’interno di un volume di costruzione o di una piattaforma di costruzione. Il processo di tecnologia additiva fornisce parti in un'ampia gamma di polimeri, inclusi materiali termoplastici standard, termoindurenti, resine caricate e fotopolimeriche e persino metalli.

La stampa 3D dei modelli di fusione è consigliata rispetto alla produzione tradizionale in alcuni casi d'uso:

Esiste un’ampia gamma di tecnologie di stampa 3D, tra cui sabbia/metalli a getto di legante, laser/EBM a letto di polvere, polimero/ceramica SLA, estrusione di filamenti ed estrusione di pellet. Fattori quali la geometria della parte, le dimensioni del modello e i requisiti dei materiali dovrebbero essere presi in considerazione nella scelta della migliore tecnologia per l'attrezzatura per i modelli di fusione in sabbia. Una stampante 3D di grande formato soddisferà i requisiti di dimensioni maggiori di molti modelli di fusione in sabbia. Ad esempio, la stampa 3D alimentata direttamente a pellet consente l’uso di un’ampia gamma di materiali con tassi di deposizione fino a 10 volte superiori rispetto alla stampa 3D a filamento. Inoltre, i costi del materiale in pellet sono fino a 10 volte inferiori rispetto a quelli del filamento, il che rende l’estrusione del pellet un’alternativa economicamente vantaggiosa alle tecnologie sottrattive.

Mentre le tecnologie di stampa 3D apportano di per sé vantaggi significativi al processo di fusione, ci sono diversi vantaggi per le applicazioni di fusione in sabbia quando si combinano l’additivo e il sottrattivo in una piattaforma ibrida. Ad esempio, ciascuno di questi metodi chiave – estrusione di pellet, estrusione di filamenti e utensili sottrattivi del fuso – presenta vantaggi e limiti se considerato isolatamente. Tuttavia, se combinati in una soluzione di piattaforma ibrida, è possibile ottenere tutti i vantaggi senza limitazioni.

Per illustrare l'efficacia di una piattaforma ibrida per applicazioni di fusione in sabbia, possiamo esplorare un caso d'uso reale. Proveedora de Servicios y Suministros Industriales (PSSI) desiderava utilizzare la produzione additiva per ridurre i costi di produzione delle attrezzature per modelli, comprimendo al tempo stesso i tempi. Il loro obiettivo era ridurre tempi e costi del 50%, mantenendo la qualità dimensionale del modello.

Utilizzando una piattaforma ibrida, in questo caso una stampante 3D per estrusione di pellet Titan, PSSI è stata in grado di eliminare l’assemblaggio del legno e la lavorazione delle tipiche attrezzature per modelli in legno. A differenza di una macchina CNC, la stampante 3D Titan non richiede manodopera continua per far funzionare l’attrezzatura, consentendo così la produzione senza luci e riducendo i tempi di oltre il 60% – da sette settimane a due settimane e mezzo – riducendo al contempo i costi totali. Inoltre, il materiale selezionato, il PETG, non solo ha una durata migliore rispetto al legno, ma ha proprietà equivalenti per la post-elaborazione finale. Ciò consente di ottenere una soluzione Near Net Shape più rapida e a costi inferiori direttamente dalla stampante. Alonso Alvarez, CEO di PSSI, ha affermato: "La stampa 3D ci ha aiutato ad accelerare il processo di produzione dei nostri prodotti grazie alla nostra fiducia che abbiamo che la stampante 3D funzioni 24 ore su 24, 7 giorni su 7, senza la necessità di cure particolari durante la stampa".