Come Volkswagen ha usato la stampa 3D e i trattamenti galvanici per creare coprimozzi in metallo

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Ultimamente le stampanti 3D per metalli sono sulla bocca di tutti, ma rimangono comunque strumenti costosi, "esotici" ed estremamente complicati. In realtà le stampanti 3D per plastiche possono essere la scelta migliore per produrre parti metalliche.

Il trucco è combinare le stampanti per polimeri con altri processi come la fusione a cera persa, la fusione in sabbia, o la fusione diretta a basse temperature. Se accompagnata dal giusto processo di trattamento del metallo, la stampa 3D di polimeri garantisce migliori risultati rispetto alla stampa di metalli in quanto a finitura superficiale, selezione dei materiali e costi.

Uno dei metodi più semplici per ottenere parti metalliche di qualità con una stampante 3D per polimeri è la galvanizzazione. Ed è proprio questo il metodo che Volkswagen e Autodesk hanno usato per creare una spettacolare serie di coprimozzi per il prototipo di un veicolo futuristico.

I coprimozzi sono stati stampati con una stampante 3D SLA desktop usando la Clear Resin. La stampa 3D SLA e la galvanizzazione sono una combinazione perfetta, perché offrono una finitura superficiale liscia, dettagli ben definiti e forme resistenti all'acqua.

Un prototipo nato dalla stampa 3D

Il prototipo di Volkswagen "Type 20" è una rivisitazione in chiave moderna del classico microbus del 1962 e un capolavoro della tecnologia di nuova generazione della casa automobilistica tedesca. In collaborazione con Autodesk, i progettisti di VW hanno creato in maniera generativa diversi componenti strutturali, tra cui una serie di cerchi in alluminio colato davvero impressionanti. I cerchi dovevano naturalmente essere accompagnati da coprimozzi che mantenessero lo stile caratteristico di VW senza interferire con le forme organiche dei raggi.

La soluzione: stampare i coprimozzi su una stampante 3D SLA desktop Formlabs usando la Clear Resin e poi eseguire il trattamento galvanico con uno strato di nickel dello spessore di circa 10 mm. Le parti così create sembrano di metallo ma vengono prodotte velocemente seguendo l'evoluzione del design e con limitazioni geometriche minime.

Come funziona il trattamento galvanico di parti stampate in 3D

La galvanizzazione è un processo elettrochimico durante il quale un sottile strato di ioni di metallo viene depositato sulla superficie di un oggetto. Le superfici sottoposte a trattamenti galvanici sono effettivamente di metallo, ma oltre a creare questo effetto rafforzano le parti sottostanti e migliorano la resistenza dei materiali all’usura, all'esposizione ai raggi UV e alla corrosione. RePliForm, il servizio di galvanizzazione con cui Formlabs e Autodesk hanno lavorato per produrre i coprimozzi di VW, ha eseguito dei test che hanno rivelato che la galvanizzazione triplica il carico di rottura delle stampe SLA, ne quadruplica la rigidità e ne migliora la resistenza alla flessione di quasi 10 volte.

È possibile eseguire trattamenti galvanici di parti stampate in 3D con diversi tipi di metalli, tra cui l'oro, il nickel e il rame. Le parti sottoposte a trattamenti galvanici possono essere levigate, spazzolate, sabbiate o ricoperte con strati di metallo sottili.

È possibile eseguire trattamenti galvanici con diversi tipi di metalli, tra cui l'oro (ideale per migliorare l'apparenza dei pezzi a basso costo), il nickel (fantastico per migliorare la resistenza alla corrosione) e il rame (per la conduttività elettrica della superficie). Le superfici sottoposte a trattamenti galvanici possono essere levigate, spazzolate, sabbiate o ricoperte con strati di metallo sottili. Le superfici rialzate dei coprimozzi VW sono levigate in una finitura a specchio, mentre la superficie goffrata dietro al logo VW rimane opaca, creando un contrasto sottile.

La galvanizzazione è l'ideale per la prototipazione automobilistica e altri settori in cui le rifiniture metalliche sono fondamentali, ma funziona bene anche per le parti di produzione che devono presentare le caratteristiche esterne del metallo rimanendo il più leggere possibile: basta partire da una stampa cava o riempita di lattice.

I coprimozzi galvanizzati non solo hanno l'aspetto del metallo, ma il trattamento rafforza le parti sottostanti e migliora la resistenza dei materiali all'usura, all'esposizione ai raggi UV e alla corrosione.

È possibile eseguire i trattamenti galvanici in un laboratorio, ma è un processo che richiede agenti chimici corrosivi e molta corrente elettrica, e i migliori risultati si ottengono rivolgendosi a un servizio professionale come RePliForm. I prezzi per rivestire con nickel un oggetto delle dimensioni di questi coprimozzi si aggirano tra i 200 e i 600 dollari, a seconda dell'area della superficie, dello spessore del rivestimento, del processo di finitura e della data di consegna.

La stampa 3D SLA e la galvanizzazione sono una combinazione perfetta. A differenza della modellazione a deposizione fusa (FDM) e della sinterizzazione laser selettiva (SLS), con le quali vengono prodotte parti non impermeabili, la SLA offre una finitura superficiale molto liscia, dettagli ben definiti e forme impermeabili. Per evitare che sulla superficie galvanizzata si notino le linee degli strati o le impronte dei supporti, sperimenta con l'orientamento di stampa, mantieni i supporti lontani dai dettagli e dalle strutture essenziali e rifinisci le tue stampe carteggiando le superfici critiche con grana 600. In caso ci siano particolari requisiti di finitura, comunicali al tuo servizio di galvanizzazione prima di preparare le stampe.

Come usare la stampa 3D nel settore della produzione

I trattamenti galvanici sono uno dei tanti esempi di come i processi additivi possono essere affiancati allo sviluppo del prodotto e alla produzione. Scopri come usare la stampa 3D per promuovere l'innovazione, risparmiare tempo e denaro con elementi personalizzati quali parti, strumenti, fissaggi, stampi e molto altro. 

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