Supporti di produzione come dime e fissaggi sono fondamentali nella lavorazione dei metalli, poiché garantiscono precisione, affidabilità ed efficienza. Tuttavia, produrli con i metodi tradizionali può richiedere anche un paio di settimane, avere costi superiori ai 1000 € e limitare le geometrie realizzabili. Red Oak Fabrication è un'officina meccanica con sede in Iowa che utilizza la stampa 3D SLA per produrre dime personalizzate nel giro di poche ore, a un decimo del costo della lavorazione meccanica CNC e con geometrie complesse e forme organiche.
Red Oak Fabrication produce prodotti in acciaio, acciaio inossidabile e alluminio. È specializzata in taglio di precisione con plasma, laser e getto d'acqua, operazioni di controllo numerico computerizzato, sabbiatura dell'acciaio, rivestimento in polvere, formatura della lamiera e saldatura robotica avanzata. La saldatura, in particolare quella ad arco con gas inerte, costituisce una parte significativa dell'attività dell'azienda, con 15 stazioni di saldatura manuale e tre celle di saldatura robotizzate e automatizzate.
"La stampa 3D ha aperto una facile via di mezzo. Posso passare dal design a una dima finita in un paio di giorni invece che in un paio di mesi."
Taylor Smith, responsabile di disegno tecnico e ingegneria presso Red Oak Fabrication
Prima della stampa 3D, Red Oak Fabrication disponeva di due metodi in-house per realizzare dime di saldatura:
- Attaccare tra loro parti di lamiera: metodo facile e conveniente, ma inaccurato.
- Lavorazione meccanica CNC: permette di realizzare dime in metallo di alta qualità, ma a costi elevati e con tempi di consegna lunghi.
Ciò rendeva complicato soddisfare ordini medio-piccoli che richiedevano tempi di consegna più rapidi. Per ovviare a questa lacuna, hanno portato in-house una stampante 3D SLA Form 3L per realizzare dime e fissaggi in resina accurati e robusti in un solo giorno, con una riduzione dei costi e dei tempi fino al 90% rispetto ai metodi precedenti.
Produzione rapida di dime e fissaggi a basso costo per la lavorazione dei metalli
Questo whitepaper illustra una metodologia per l'utilizzo delle stampanti 3D per la produzione di dime, fissaggi e altri strumenti per la lavorazione dei metalli. Casi di studio reali mostrano come le stampanti Formlabs consentano di creare strumenti duraturi, precisi e resistenti al calore che garantiscono ottime prestazioni in ambienti difficili. Il whitepaper spiega come le aziende possano ridurre tempi di produzione e costi fino al 90%, migliorando al contempo la personalizzazione e la complessità degli strumenti.
Realizzazione di forme organiche e geometrie complesse
"Una dima da applicare su un tubo sarebbe quasi impossibile da realizzare tramite lavorazione meccanica a causa della sua forma organica. Realizzare questi modelli con un metodo diverso dalla stampa 3D richiederebbe molte ore di lavoro. Se realizzassimo una dima in metallo, sarebbe di qualità inferiore e molto meno affidabile. Sarebbe un lavoro in più per l'operatore. La stampa 3D semplifica il processo."
Taylor Smith, responsabile di disegno tecnico e ingegneria presso Red Oak Fabrication
La lavorazione meccanica CNC può limitare le geometrie delle dime realizzabili. Per contro, le geometrie organiche sono facilmente ottenibili con la stampa 3D. La stampa 3D a resina può essere utilizzata per creare caratteristiche interne complesse come canali, sottosquadri e strutture cave e consente di realizzare design precisi e intricati con spessori della parete di circa 2-3 mm. Inoltre, la stereolitografia è ottimale per dettagli e superfici lisce, il che può migliorare le prestazioni e ridurre i costi.
Questa geometria è complessa e presenta una forma organica difficile da realizzare mediante lavorazione meccanica. Questa dima ha eseguito migliaia di saldature ed è ancora funzionante, anche se con il tempo il suo colore è passato da bianco a nero, a causa della vicinanza al punto di saldatura.
Produzione rapida di dime e fissaggi a basso costo per la lavorazione dei metalli
The Factory Amsterdam, un'officina meccanica CNC a elevata automazione, sfrutta la tecnologia SLS di Formlabs per ottenere flessibilità e adattarsi più rapidamente alle esigenze dei clienti. Questo webinar fornisce una panoramica dettagliata del loro metodo, oltre a esempi pratici con analisi dei costi, considerazioni di progettazione e buone pratiche destinate alla stampa 3D dime, fissaggi e altri strumenti.
Dime per la stampa 3D: realizzabili in giorni e non mesi, a un decimo del costo
Il tempo necessario per progettare e realizzare tramite lavorazione meccanica un fissaggio è sempre lo stesso, indipendentemente dal numero di parti che verranno prodotte. Per Red Oak Fabrication, la produzione di dime per lavori medio-piccoli richiede lo stesso tempo e lo stesso costo di quelle per lavori di maggiori dimensioni.
Tuttavia, con la stampa 3D, Red Oak Fabrication ha scoperto di poter risparmiare quasi il 90% dei costi e ridurre i tempi di produzione delle dime da mesi a giorni. Inoltre, se sono necessarie modifiche al design, queste possono essere facilmente implementate e realizzate, senza perdite di tempo e con costi minimi.
Analisi dei costi delle dime di saldatura
| Metodo alternativo | Stampa 3D in-house | |
|---|---|---|
| Attrezzature | Macchina CNC in-house, metallo | Form 3L, Rigid 10K Resin |
| Costo | 1000 $ | 100 $ |
| Tempo | Mesi | Giorni* |
* Con la Form 4L, la nuova generazione della Form 3L, la stampa di queste parti richiederebbe alcune ore invece che giorni. Scopri di più sulla Form 4L.
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Siamo qui per aiutarti, sia per necessità di prototipazione rapida che per la produzione di parti per utilizzo finale. Il team vendite di Formlabs è composto da specialisti e specialiste che sanno bene come supportarti trovando soluzioni per la tua azienda.
Rigid 10K Resin: un materiale che soddisfa le esigenze di produzione
La dima a zig-zag salda 20 barre rotonde lungo un tubo ed è posizionata vicino al punto di saldatura, il che ne determina il colore nero.
Le operazioni di saldatura raggiungono in genere temperature di qualche migliaio di gradi, creando un ambiente difficile per le attrezzature in materiali polimerici. Per questo motivo il team di Red Oak Fabrication stampa le dime in Rigid 10K Resin di Formlabs, un materiale rigido rinforzato con vetro che offre una temperatura di distorsione termica di 238 °C a 0,45 MPa.
Dal momento che le dime non entrano direttamente a contatto con il punto di saldatura e il tempo di lavorazione è di soli 10 secondi, le attrezzature non si riscaldano eccessivamente. Sul materiale bianco si verifica un certo annerimento, ma questo non influisce sulle prestazioni. Nel caso in cui una dima si rompa, è possibile ristampare un ricambio in poche ore.
Il 90% delle saldature è realizzato con l'acciaio, mentre il resto viene realizzato in alluminio e acciaio inossidabile. A differenza delle dime in metallo, i residui di metallo liquido che si formano dagli schizzi di metallo fuso durante la saldatura non si attaccano alle dime in plastica stampate 3D, che pertanto non devono essere pulite.
Nota: per i processi di saldatura a bassa temperatura, come la saldatura a ultrasuoni o a punti, le dime possono essere stampate in 3D con la Nylon 12 Powder sulle stampanti 3D a sinterizzazione laser selettiva (SLS) della serie Fuse.
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Dime all'altezza delle esigenze
Presso Red Oak Fabrication, la maggior parte delle dime di saldatura individuali viene utilizzata più di 1000 volte al mese. Le dime stampate in 3D con la Rigid 10K Resin sono in grado di resistere a una simile frequenza d'uso.
La dima a braccio dritto è composta da due piccole parti stampate in 3D attaccate a una piastra d'acciaio. Questa geometria è complessa e presenta una forma organica difficile da realizzare mediante lavorazione meccanica. Inoltre, il team aveva bisogno di questo supporto in un giorno. La dima è ancora utilizzabile dopo circa 2000 saldature, nonostante i segni lasciati dall'impatto accidentale con alcuni strumenti.
Tappi protettivi prima (a sinistra) e dopo (a destra) l'uso. Vengono inseriti all'interno di un semigiunto in acciaio con magneti per proteggere la filettatura interna durante la saldatura di un tubo. Ciò impedisce che la saldatura e le scorie entrino nel semigiunto e danneggino la filettatura. Dopo aver eseguito circa 3000 saldature sulla dima, sono ancora funzionanti.
Produzione rapida di fissaggi per la saldatura personalizzati con la stampa 3D
Scopri come semplificare il processo di creazione di attrezzature per accelerare prototipazione rapida e produzione in volumi ridotti di parti in metallo con fissaggi di saldatura rapidi e modulabili. In questo webinar, il nostro coordinatore dell'officina di ricerca e sviluppo condivide metodi e buone pratiche per la stampa 3D di fissaggi per la saldatura, tra cui linee guida di progettazione, studio della temperatura degli strumenti, esempi pratici e analisi dei costi.
Inizia a stampare in 3D dime e fissaggi
La stampa 3D ha fatto risparmiare tempo e denaro a Red Oak Fabrication, consentendo la produzione di dime con geometrie complesse e forme organiche che non potevano essere ottenute con la lavorazione CNC. L'ampio volume di stampa della stampante 3D SLA Form 3L di Formlabs consente di realizzare dime di grandi dimensioni in un unico progetto o più dime di piccole dimensioni, in modo che più stazioni di saldatura possano iniziare a lavorare in contemporanea.
Esplora altri casi di studio e scopri di più su come stampare 3D dime e fissaggi nel nostro whitepaper. In alternativa, contatta il reparto vendite per illustrarci la tua specifica applicazione.
