Formlabs è lieta di presentare un nuovo materiale sviluppato appositamente per le fonderie specializzate in fusione a cera persa industriale. La Clear Cast Resin e la stampa 3D stereolitografica (SLA) di Formlabs consentono la produzione diretta in-house di modelli per la fusione, il che permette di ridurre i costi e i tempi di consegna, nonché di migliorare la flessibilità di iterazione e produzione.
Grazie ai modelli stampati in Clear Cast Resin, le fonderie specializzate in fusione a cera persa possono ottenere una combustione pulita con basso residuo di cenere e totale assenza di metalli, una dilatazione termica senza paragoni e un'accuratezza con scarto massimo di 0,25 mm rispetto al design. Le fonderie possono integrare da subito il materiale nel loro workflow, senza dover cambiare il materiale di rivestimento o il processo di combustione.
Fusione di parti in metallo precisa e conveniente grazie alla stampa 3D
Questo whitepaper presenta i metodi che hanno permesso a diverse fonderie leader di eseguire la fusione di parti in metallo utilizzando modelli 3D realizzati con stampanti Formlabs. Scopri come le fonderie riescono a risparmiare, ridurre i tempi di produzione e migliorare la qualità delle parti in metallo grazie all'integrazione nei processi di fusione tradizionali della Clear Cast Resin di Formlabs e del modulo di reticolazione di Materialise Magics.
Fusione a cera persa industriale con la stampa 3D
La stampa diretta di modelli per fusione a cera persa è diventata una delle principali applicazioni delle stampanti 3D SLA industriali di grande formato. Negli anni '90 e 2000, le aziende specializzate in stampa 3D hanno sviluppato nuove tecnologie, come il getto di materiale e il binder jetting, che hanno reso possibile la creazione di modelli in PMMA e cera. Questi materiali potevano essere facilmente fissati agli alberi di fusione tradizionali durante il processo di pre-fusione.
L'uso di modelli stampati in 3D consente di abbattere i costi complessivi per singola parte, eliminando la necessità di costosi investimenti iniziali per le attrezzature. Questo approccio permette alle aziende di realizzare lotti di produzione medio-piccoli e di creare parti con geometrie complesse, che altrimenti sarebbero troppo difficili o costose da produrre. Molte fonderie hanno subito riconosciuto i vantaggi della stampa 3D nel workflow di fusione a cera persa industriale, ma non sono riuscite a portare alcune delle tecnologie in-house.
Pur essendo tecnicamente straordinarie, le stampanti tradizionali di grande formato utilizzate nella produzione di modelli per fusione a cera persa hanno un costo che può raggiungere centinaia di migliaia di euro. Inoltre, richiedono personale tecnico specializzato per la loro gestione e manutenzione. L'elevato costo e la complessità di questi sistemi hanno reso la tecnologia inaccessibile per molte fonderie di dimensioni medio-piccole. Per questo motivo, molte aziende esternalizzano la produzione di modelli stampati in 3D a fornitori di servizi, con un conseguente aumento dei costi per modello e un allungamento dei tempi di consegna.
Materiali di Formlabs per le applicazioni di fusione
Formlabs ha esperienza nella produzione di fotopolimeri con un basso coefficiente di espansione termica e combustione pulita. Il nostro impianto di produzione di materiali, Spectra, sviluppa resine per la fusione a cera persa da oltre dieci anni.
Per anni Formlabs ha offerto diversi materiali appositamente creati per il settore della gioielleria, contenenti cera e progettati per essere colati in cilindri. Questi materiali, come la Castable Wax Resin e la Castable Wax 40 Resin, garantiscono una buona combustione e un workflow ottimizzato rispetto al tradizionale intaglio in cera.
Tuttavia, secondo le fonderie di maggiori dimensioni, questi materiali risultano troppo fragili per essere utilizzati per le parti più grandi, spesse e strutturalmente robuste necessarie nella metallurgia industriale. In questi casi, sarebbe necessario combinare l'elevata accuratezza, risoluzione e affidabilità migliori della categoria delle stampanti 3D SLA Formlabs con le prestazioni tecniche del catalogo di materiali Formlabs.
Presentazione della Clear Cast Resin
La Clear Cast Resin consente di produrre modelli con dettagli precisi e superfici lisce, garantendo una combustione pulita e un residuo di cenere basso.
La Clear Cast Resin consente alle fonderie di ogni dimensione di stampare in 3D in-house i modelli in modo semplice e conveniente. Sviluppato specificamente per le fonderie specializzate in fusione a cera persa, questo materiale offre innanzitutto ottime prestazioni, combustione pulita con un residuo bassissimo di cenere, una finitura superficiale eccellente e un'accuratezza del modello con uno scarto massimo 0,25 mm rispetto al design.
Oltre alle prestazioni tecniche, la Clear Cast Resin offre un workflow di stampa 3D facile e intuitivo, permettendo al personale delle fonderie di avviare una stampa in pochi minuti, senza bisogno di formazione tecnica o esperienza pregressa, e dedicarsi ad altre attività mentre il modello viene stampato e completato in maniera accurata. Il minore costo della manodopera riduce il costo complessivo per parte, un vantaggio che si può trasferire anche alla clientela.
Le stampanti per l'hobbistica, solitamente quelle a modellazione a deposizione fusa (FDM), producono parti con una finitura superficiale scadente, con conseguente riduzione dell'accuratezza degli stampi e aumento della manodopera per la preparazione e la post-elaborazione. L'esperienza di costi iniziali elevati o di scarsa qualità può scoraggiare una fonderia dal provare una nuova stampante o un nuovo materiale. La Clear Cast Resin di Formlabs e il workflow semplice delle nuove stampanti SLA della serie Fuse combinano la qualità delle stampanti 3D SLA tradizionali su larga scala con l'accessibilità delle stampanti FDM. Le fonderie specializzate nella fusione industriale possono portare la tecnologia in-house con un costo di avvio basso. Con una formazione minima, sono in grado di iniziare a produrre modelli immediatamente.
Fusione a cera persa industriale con modelli stampati in 3D usando la Clear Cast Resin di Formlabs
Questo whitepaper presenta i metodi che hanno permesso a diverse fonderie leader di eseguire la fusione di parti in metallo utilizzando modelli stampati in 3D su stampanti stereolitografiche (SLA) di Formlabs.
Utilizzo della Clear Cast Resin
Alla University of Northern Iowa, i modelli stampati in 3D in Clear Cast Resin si integrano facilmente nel workflow già in uso per la fusione a cera persa industriale.
Formlabs collabora con la clientela per creare prodotti che risolvono problemi in tutti i settori. Nel caso della fusione a cera persa, questo significava creare una resina che garantisse una combustione pulita, un basso residuo di cenere, totale assenza di metalli pesanti e tolleranze ridotte, utilizzabile con una stampante 3D economica e un workflow accessibile. La Clear Cast Resin, compatibile con la Form 3+, la Form 3Le la Form 4, soddisfa tutti questi rigidi criteri.
Dopo oltre un anno di collaborazione con diversi beta tester, abbiamo sviluppato un workflow che le fonderie specializzate nella fusione a cera persa possono adottare immediatamente, con minime modifiche al loro processo esistente.
Workflow con la Clear Cast Resin
- Utilizza un software di reticolazione, come Materialise Magics*, per aggiungere cavità e creare una geometria interna non solida per le parti. Questo favorisce combustioni più pulite e più rapide con un basso residuo di cenere e aiuta a ridurre al minimo le forze di espansione termica, prevenendo la formazione di fessure nel materiale di rivestimento.
- Carica la parte reticolare su PreForm, il software di preparazione della stampa di Formlabs, scegli la stampante e seleziona il materiale Clear Cast Resin.
- Stampa la parte.
- Lava la parte nella Formlabs Resin Washing Solution, alcool isopropilico o etere monometilico di tripropilenglicole nella Form Wash, nel caso di parti più piccole, o nella Form Wash L, nel caso di parti più grandi.
- È molto importante soffiare via la resina e il solvente dall'interno del reticolo con aria compressa, assicurandoti che non rimanga alcun liquido all'interno della parte.
- Per alcune parti, potrebbe essere necessario eseguire due lavaggi, eliminando il materiale dall'interno tra il primo e il secondo.
- Lascia asciugare le parti per almeno 30 minuti. Nella Form Cure L, questa operazione può essere eseguita con un tempo di preriscaldamento di 30 minuti a 35 °C.
- Esegui la polimerizzazione delle parti a 35 °C per 15 minuti nella Form Cure o nella Form Cure L.
- Preparazione del rivestimento: fissa le parti a un albero di fusione.
- Rivestimento: immergi le parti nell'impasto per la fusione, seguendo le linee guida del tuo workflow tipico.
- Combustione: brucia le parti a 700-900 °C per due ore.
- Fusione: esegui il tuo workflow di fusione tipico.
*La clientela di Formlabs ha diritto a uno sconto del 35% su Materialise Magics. Richiedi subito una prova di Materialise Magics per accedere allo sconto.
Applicazioni industriali della Clear Cast Resin: il caso di Diversified Metalsmiths
La creazione di questo modello di girante in Clear Cast Resin con il workflow di Formlabs è costata a Diversified Metalsmiths solo 80 $ tra materiali e manodopera, rispetto ai 300 $ richiesti in precedenza per l'esternalizzazione.
Diversified Metalsmiths, una fonderia industriale dell'Alabama, produce parti in metallo di grandi dimensioni per i settori aerospaziale, idraulico, automobilistico e delle belle arti. Pur avendo utilizzato stampanti 3D a cera per quasi trent'anni, l'azienda ha recentemente introdotto le stampanti a resina di Formlabs. L'esperienza di Diversified Metalsmiths è stata fondamentale per testare la nostra nuova Clear Cast Resin e il workflow della fusione a cera persa industriale.
Diversified Metalsmiths cercava una nuova soluzione di stampa 3D che rispettasse alcuni requisiti specifici: un materiale con una combustione pulita, un ecosistema affidabile e intuitivo e dimensioni adeguate a produrre i giranti. Nel valutare le soluzioni, il team dell'azienda ha scoperto che il workflow di Formlabs aveva un prezzo accessibile per una fonderia di piccole dimensioni come la loro e che il workflow era facile da integrare e non richiedeva nuovi passaggi per iniziare a stampare.
"L'intero ecosistema e il sistema dei supporti erano perfetti per noi. Ogni aspetto, dall'aderenza e la finitura delle parti stampate, fino al software, superava di gran lunga le altre soluzioni disponibili in quella fascia di prezzo."
John Farr, vicepresidente del dipartimento di tecnologia, Diversified Metalsmiths
Dopo aver richiesto dei campioni, Farr ha potuto riscontrare che la Form 3L e la Clear Cast Resin si integravano perfettamente nel workflow, senza alcuna necessità di modificare le temperature di combustione, la formulazione dell'impasto o il design della parte. Il workflow di Formlabs consentiva anche di migliorare leggermente il processo, grazie alla possibilità di aggiungere punti di iniezione direttamente nelle parti. "Le parti realizzate con la Clear Cast Resin si sono rivelate perfette per il workflow. Uno dei vantaggi è la possibilità di stampare i punti di iniezione direttamente nelle parti, cosa che non avremmo potuto fare con il PMMA", ha affermato Farr.
A livello di workflow, la transizione è stata semplice. L'ultima cosa che rimaneva da verificare era il procedimento di combustione. Anche in questo caso, la Clear Cast Resin si è dimostrata un'alternativa efficace, ed estremamente conveniente, ai modelli in PMMA esternalizzati. "Le modalità di combustione sono simili a quelle del PMMA, trattiamo la resina allo stesso modo", spiega Farr.
| Modello in PMMA esternalizzato | Modello in Clear Cast Resin in-house | |
|---|---|---|
| Costo | 300 € | 80 $ |
| Tempo di realizzazione | 2 settimane | 24 ore |
Per un singolo modello di girante stampato in 3D sulla Form 3L con la Clear Cast Resin, Diversified spende circa 80 $ per materiali e manodopera, contro i 300 $ richiesti dall'esternalizzazione. Questo risparmio ha consentito al team di recuperare rapidamente l'investimento, ma allo stesso tempo ha anche ampliato lo spettro di casi d'uso e applicazioni.
"Anche ammortizzando la spesa per la stampante e l'attrezzatura associata, come minimo arriveremo a pareggiare i costi dell'ordine in corso, mentre sui prossimi ordini prevediamo di risparmiare oltre 200 $ per parte. Non ci sono grandi differenze tra i modelli in PMMA e quelli in Clear Cast Resin in termini di processo di produzione, né prima né dopo la fusione."
John Farr, vicepresidente del dipartimento di tecnologia, Diversified Metalsmiths
Inizia a stampare in 3D modelli per fusione a cera persa
Le stampanti 3D SLA della serie Form e la Clear Cast Resin offrono un'impostazione semplice, nonché un'accuratezza leader del settore e una combustione pulita. Grazie alla riduzione della manodopera nelle operazioni pre-stampa e della necessità di sottoporre le parti a levigazione o lavorazione meccanica dopo la stampa, i modelli stampati in 3D permettono di tagliare il costo complessivo per unità e introdurre nuove possibilità di produzione, il tutto senza modifiche del workflow.
Scarica il nostro whitepaper per scoprire di più sul workflow di fusione di con la Clear Cast Resin Hai qualche domanda? Contatta i nostri esperti di stampa 3D.
