Un supporto di produzione, anche detto ausilio alla produzione o materiale di consumo per la produzione, è uno strumento o un dispositivo che supporta e semplifica le operazioni di produzione, dal test di convalida fino alla produzione e alla manutenzione. Le aziende li utilizzano in-house per rendere più lineari e affidabili i processi di produzione e assemblaggio, in modo da abbreviare i tempi di ciclo, ridurre i costi e migliorare la sicurezza del personale. Si va da dispositivi di bloccaggio come dime, fissaggi, strumenti per estremità di braccio robotico (EOAT) e guide a perni di allineamento, master di mascheratura e altro ancora. Si tratta di strumenti fondamentali per ottimizzare i flussi di lavoro di produzione e risolvere i problemi più comuni che sorgono negli stabilimenti di produzione. 

Normalmente le aziende produttrici realizzano tramite lavorazione meccanica attrezzature in metallo (talvolta in poliossimetilene, o Delrin, e altri materiali plastici), in-house o attraverso fornitori esterni. La lavorazione meccanica richiede attrezzature e manodopera qualificata costose a causa delle impostazioni CAM e del funzionamento complesso delle macchine. Inoltre, la maggior parte degli strumenti è costituita da assemblaggi composti da più parti, fattore che accresce la complessità. L'esternalizzazione comporta settimane di attesa e costi elevati. Di conseguenza, la produzione di strumenti personalizzati e "just in time" può rivelarsi impegnativa. Tuttavia, a seconda delle forze applicate sulle parti, non è sempre necessario che gli strumenti siano in metallo. 

La produzione additiva, nota anche come stampa 3D, è una soluzione efficace per produrre strumenti in modo rapido e a basso costo. È un processo di produzione che non richiede strumenti e offre vantaggi fondamentali come velocità, riduzione dei costi, libertà di design, scelta dei materiali e flessibilità. 

La stampa 3D consente di creare internamente strumenti in modo rapido e su richiesta, ridurre i tempi di realizzazione da settimane a giorni rispetto all'esternalizzazione e risolvere i problemi di produzione quotidiani.

Il tradizionale processo di creazione di dime e fissaggi per la maggior parte delle aziende. Se emergono dei problemi dopo che la dima o il fissaggio sono già stati utilizzati, il processo deve ricominciare da capo oppure le parti devono essere rilavorate.

Il flusso di lavoro additivo è molto più breve: richiede generalmente un design per la fabbricazione ridotto al minimo e, se la produzione avviene in-house, non sono necessari preventivi o giorni di attesa per il trasporto delle parti.

Le aziende produttrici possono ridurre il costo di materiali, manodopera e attrezzature. Le stampanti da banco richiedono un'attrezzatura e una manutenzione molto limitate, consentendo al personale addetto alla lavorazione CNC di dedicare tempo ad altre attività ad alto valore aggiunto.

La stampa 3D offre ai team di design la libertà non solo di personalizzare e stampare supporti su misura per progetti specifici, ma anche di creare geometrie complesse senza costi aggiuntivi.

Gli strumenti di progettazione avanzati consentono ai team di ingegneria di creare prodotti altamente ottimizzati per l'utilizzo finale. Tuttavia, proprio questa libertà di design e la maggiore complessità delle parti rendono più difficile la creazione di dime e fissaggi. I sistemi di bloccaggio tradizionali, come morse o morsetti, non sono in grado di fissare e supportare forme amorfe o parti con dettagli molto precisi. La stampa 3D consente di creare oggetti senza limitazioni quali l'accesso agli strumenti e l'usura che si verificano durante la lavorazione meccanica. I team di ingegneria possono ottimizzare le geometrie utilizzando forme ergonomiche, reticolate o complesse che sarebbero difficili da produrre con metodi alternativi. Questi metodi consentono inoltre di realizzare strutture leggere che prolungano la durata di vita di un sistema, poiché il peso da spostare è minore. 

Inoltre, sfruttando le possibilità di progettazione della stampa 3D, chi produce può semplificare i modelli CAD, diminuire il numero di parti e ridurre le esigenze di assemblaggio delle attrezzature.

Con dime e fissaggi stampati in 3D, è possibile sostituire le parti in metallo con attrezzature leggere ed ergonomiche in materiali polimerici e diversificare le applicazioni grazie a una vasta gamma di materiali, dai più flessibili ai più rigidi o elettrostaticamente sicuri. Materiali come la polvere SLS Nylon 12 Powder di Formlabs imitano le proprietà dei materiali delle note plastiche del settore, come il Delrin, rendendoli facilmente intercambiabili.

La stampa 3D in-house offre la flessibilità di creare, rivedere e iterare facilmente le soluzioni per garantire la qualità e migliorare l'agilità operativa. Con questa tecnologia puoi: 

• consentire variazioni nel processo e semplificare la configurazione delle attrezzature;

• adattare le attrezzature ai cambiamenti della produzione e stampa in 3D parti di ricambio, sostitutive o provvisorie su richiesta per ridurre al minimo i tempi di inattività degli apparecchi; 

• incoraggiare i miglioramenti continui, passa dagli inventari fisici a quelli digitali e cambia il modo in cui è organizzato lo stabilimento di produzione;

• intervenire rapidamente e correggere le interruzioni della produzione causate da rotture o difetti dei supporti di produzione. 

La stampa 3D viene usata nella prototipazione e nello sviluppo dei prodotti da decenni. Ora questa tecnologia si sta diffondendo anche nella produzione. I recenti progressi in ambito di apparecchiature, materiali e software aprono la strada alla realizzazione di stampe 3D funzionali e ad alta precisione in grado di sostituire gli strumenti in metallo e persino le parti per utilizzo finale. Le aziende sfruttano già la flessibilità della stampa 3D per la creazione rapida di attrezzature. Leggi questa guida di Formlabs per scoprire come le attrezzature realizzate in materiali polimerici con la stampa 3D SLA possono sostituire gli stampi a iniezione in metallo ottenuti con la lavorazione meccanica per centinaia di cicli.

L'innovazione non riguarda solo le attrezzature. La comunità Formlabs produce anche parti per utilizzo finale con ecosistemi di stampa 3D SLA e SLS per ottenere una produzione personalizzata e con volumi ridotti. Leggi i risultati del test di resistenza condotto da clienti Formlabs per validare le prestazioni delle parti realizzate tramite stampa 3D SLS. Le aziende vanno da un fornitore del settore aerospaziale che stampa parti per aeromobili a un produttore di contatori dell'acqua che testa le parti stampate simulando 15 anni di esposizione a condizioni atmosferiche estreme. I produttori di tutto il mondo utilizzano le attrezzature stampate in 3D con materiali polimerici per sostituire le parti in metallo o per riparare le attrezzature difettose nei processi di lavorazione meccanica automatizzata, nelle linee di assemblaggio elettroniche o manuali, nelle celle di formatura, nelle fonderie e in altri impianti di produzione.

Questo whitepaper illustra i principi e i concetti di base della progettazione di fissaggi e dime e spiega come sfruttare i vantaggi unici dei materiali per la stampa 3D tramite stereolitografia (SLA) e sinterizzazione laser selettiva (SLS) in ogni fase della produzione per snellire i processi. Infine, presenta diversi casi di studio di supporti di produzione stampati in 3D utilizzati nelle attività di convalida, fabbricazione, finitura, assemblaggio e ispezione.

Nella loro forma più elementare, i fissaggi tengono ferma una parte in una posizione specifica mentre sopportano le forze di un'operazione secondaria, senza che la parte fissata subisca deflessioni, movimenti o rotazioni eccessivi. Per capire come si ottiene questo risultato, occorre innanzitutto comprendere il funzionamento dei gradi di libertà. Un corpo rigido nello spazio ha sei gradi di libertà: movimento su/giù, sinistra/destra e avanti/indietro, più la capacità di ruotare lungo uno o più assi, ovvero rollio, beccheggio e imbardata. 

I principi di una buona progettazione dei fissaggi prescrivono di limitare il più possibile questi gradi di libertà per garantire un posizionamento preciso e la sicurezza delle operazioni secondarie. È altrettanto importante non vincolare eccessivamente la parte: un eccesso di vincoli genera forze inutili e problemi di accuratezza, poiché richiede una maggiore precisione del fissaggio o della dima. Per spiegare questo principio, prendiamo come esempio uno sgabello. Uno sgabello con tre gambe ha la giusta quantità di vincoli: se caricato con un peso sulla superficie superiore, non può muoversi verticalmente. L'attrito impedisce allo sgabello di scivolare in qualsiasi direzione e ciascuna gamba è vincolata dalle altre per impedire la rotazione delle singole gambe o dell'intero sgabello. 

• Si parla di vincolo alto quando esiste un vincolo per ciascun grado di libertà richiesto per il corretto funzionamento.

• Si parla di vincolo basso quando una parte è libera di ruotare, spostarsi o scorrere in una o più direzioni o lungo uno o più assi. Nel caso del fissaggio, il vincolo basso di una parte impedisce il corretto funzionamento e può rappresentare un pericolo significativo per il personale addetto agli apparecchi e per l'attrezzatura. Tuttavia, a seconda dell'applicazione, è possibile che alcune attività richiedano vincoli bassi (ad esempio, un'asse di legno libera di muoversi in una piallatrice).

• Le parti insufficientemente supportate hanno vincoli sufficienti a impedire lo spostamento e la rotazione dell'oggetto, ma un supporto insufficiente a evitare che la parte si distorca in modo significativo durante le operazioni secondarie, come la fresatura e la foratura.

• Si parla di vincoli eccessivi quando una struttura presenta vincoli superflui. Se più forze intervengono per svolgere la medesima funzione, queste entrano in conflitto. Tuttavia, ci sarà sempre una che "vincerà" e finirà per svolgere la funzione prevista. Nel migliore dei casi, le forze superflue non hanno alcun effetto; nel peggiore, compromettono la funzione prevista della struttura, determinando una scarsa qualità delle parti e un aumento dei rischi per il personale. 

Nella pratica, talvolta è necessario utilizzare "troppi" vincoli. Una sedia a quattro gambe è un esempio di design con vincoli eccessivi. La quarta gamba è superflua e introduce il problema del dondolamento qualora sia appoggiata su una superficie anche solo leggermente irregolare. Il risultato è una maggiore stabilità complessiva, che comporta però la necessità di avere pavimenti più piatti. In un contesto di produzione, un fissaggio più tollerante (meno vincolato) è utile per gestire parti che prevedono una maggiore variazione (come le fusioni), mentre un fissaggio più vincolato sarà più adatto a parti con superfici più precise (ottenute con la lavorazione meccanica o con lo stampaggio a iniezione).

Gli strumenti di progettazione avanzati consentono ai team di ingegneria di creare prodotti altamente ottimizzati per l'utilizzo finale. Tuttavia, proprio questa libertà di design e la maggiore complessità delle parti rendono più difficile la creazione di dime e fissaggi per operazioni secondarie. I sistemi di bloccaggio tradizionali, come morse o morsetti, non sono in grado di fissare e supportare forme amorfe o parti con dettagli molto precisi. La stampa 3D consente di creare oggetti senza limitazioni quali l'accesso agli strumenti e l'usura che si verificano durante la lavorazione meccanica.

Aumentare la complessità geometrica 

Poiché la stampa 3D consente di realizzare forme complesse senza costi aggiuntivi, in fase di progettazione è utile considerare quali funzionalità aggiuntive possono essere integrate nella dima o nel fissaggio per trarre vantaggio da questo principio. 

• Dettagli di piccole dimensioni che sarebbero difficili da ottenere con la lavorazione meccanica, parti con superfici curve o complesse, nonché geometrie considerate impossibili a causa del gioco degli strumenti durante la fresatura o la tornitura, rientrano tutti nel campo di applicazione dei processi additivi. 

• È possibile integrare nella parte numeri di serie, date di fabbricazione e altri dati rilevanti ai fini della gestione digitale dell'inventario e di un monitoraggio semplice, senza ricorrere a passaggi di incisione secondari. 

Ridurre il numero di parti 

I due componenti di un tipico fissaggio ottenuto con la lavorazione meccanica possono essere stampati come singola parte, il che consente di evitare l'accumulo di polvere o frammenti eliminando gli spazi vuoti. Ad esempio, invece di utilizzare perni o cilindri dritti per il posizionamento delle parti, è possibile inserire strutture sferiche o a forma di diamante in un'unica parte priva di spazi vuoti. L'uso di posizionatori sferici o a forma di diamante riduce o elimina il vincolo delle parti durante le operazioni di carico e scarico, limitando al massimo l'area di contatto.

Costruire elementi di riferimento in dime e fissaggi per facilitare l'ispezione

Parte del processo di implementazione di dime e fissaggi in contesti di assemblaggio o produzione consiste nel verificarne la precisione dimensionale. Le strutture amorfe delle parti per le quali vengono spesso progettati i fissaggi stampati in 3D comportano che i fissaggi stessi tendano ad avere forme più insolite. Questi design possono essere difficili da ispezionare con strumenti metrologici standard, come calibri e micrometri. Inserendo elementi di riferimento in dime e fissaggi stampati, l'ispezione risulta più semplice e accurata. 

• Il riferimento è un elemento teoricamente perfetto dal punto di vista geometrico: un piano completamente piatto, l'asse di un foro cilindrico, ecc. Gli elementi di riferimento sono il risultato concreto di questo concetto nel contesto della parte e vengono utilizzati come base per altre misurazioni. Gli elementi di riferimento devono essere pertinenti per i requisiti delle operazioni secondarie e per quelli funzionali della parte nell'utilizzo finale. 

• Laddove possibile, inserisci nel fissaggio superfici piane o geometrie con angoli retti per agevolare l'ispezione e determinare l'accuratezza complessiva. Con le dime o i fissaggi, l'accuratezza viene dimostrata quando si ispezionano le parti dopo la lavorazione, poiché le condizioni operative, come la distorsione della parte o dello strumento, possono creare errori che richiedono modifiche al design del fissaggio. 

• Nelle applicazioni in cui la precisione è fondamentale, utilizza strumenti di metrologia digitale come scanner 3D o sonde a contatto per ispezionare geometrie più organiche. 

Aumentare la rigidità con i rinforzi

Il metodo più comune per aumentare la rigidità di un fissaggio realizzato con la lavorazione meccanica è lasciare del materiale aggiuntivo nei punti che tendono a piegarsi se sottoposti a carico. Nei processi additivi, ridurre al minimo il consumo di materiale consente di contenere i costi delle parti e accelerare il processo di stampa. L'uso di rinforzi e raccordi consente di ottenere una struttura aggiuntiva senza aumentare drasticamente il costo o il tempo di realizzazione della parte.

Incrementare la resistenza dei legami meccanici con gli inserti filettati

L'uso di fori filettati nelle parti in plastica stampate in 3D è un metodo inefficace per unire le parti per il fissaggio: rispetto a quelle in metallo, sono più soggette a rottura o usura con l'uso ripetuto. È preferibile utilizzare metodi di assemblaggio più resilienti, come inserti filettati o una fessura per fermare un dado mentre si stringe un bullone. In alternativa, un dispositivo stampato in 3D può essere dotato di fori liberi per il passaggio dei bulloni attraverso dadi a T o una piastra di fissaggio sottostante. Per evitare la deformazione elastica della parte quando viene avvitata alla superficie di lavoro, i fori passanti richiedono una tolleranza per l'accoppiamento con gioco. 

Pensare all'esperienza utente nella fase di progettazione degli strumenti

Un processo produttivo efficace non tiene conto solo del modo in cui le parti vengono lavorate con dime e fissaggi, ma anche dell'esperienza mentale e fisica del personale con gli strumenti che utilizza. Sebbene ogni applicazione implichi considerazioni e compromessi diversi, si possono adottare alcuni concetti comuni per ridurre le difficoltà e migliorare le prestazioni: 

• Quando possibile, progetta dime e fissaggi che consentano di lavorare con una sola mano, in modo da lasciare l'altra libera per posizionare o stabilizzare le parti o per farla riposare durante le operazioni di cambio. 

• Progetta il fissaggio o la dima in modo da fissare saldamente la parte durante le operazioni secondarie senza l'intervento umano. 

• Utilizza geometrie che esaltino gli errori di posizionamento e rendano evidenti i disallineamenti. 

• Nel contesto del fissaggio non bisogna tener conto solo della parte ma anche del flusso di lavoro complessivo, dal caricamento della parte e l'esecuzione di operazioni secondarie fino alla rimozione della parte e all'invio alla postazione successiva. Punta sempre a ridurre al minimo i passaggi necessari per l'utilizzo della dima o del fissaggio, in modo da limitare il tempo di ciclo e la fatica del personale. Durante la progettazione, simula i passaggi necessari per assicurarti di aver preso in considerazione tutte le possibilità di movimento e gli spazi necessari. 

Tenere conto dell'effetto dei residui della lavorazione meccanica

Quando si esegue un foro, ad esempio, si crea una piccola bava. Lasciare uno spazio vuoto all'interno della dima permette che si formi la bava senza che questa interferisca nella lavorazione della parte o dello strumento. Analogamente, nelle operazioni di fresatura, si possono accumulare piccoli frammenti di materiale sulla dima o sul fissaggio. Laddove possibile, è necessario ridurre al minimo o eliminare piccoli spazi vuoti, solchi e fessure in cui i frammenti possono incunearsi. La creazione di canali incassati migliora il funzionamento del fissaggio o della dima, consentendo ai frammenti di uscire dal percorso della parte durante le operazioni di carico e scarico. Smussando angoli e solchi si creano superfici scivolose che facilitano le operazioni di pulizia, soffiaggio o lavaggio dei residui dall'area di lavoro. La fresatura dei filetti superficiali è un'operazione lunga e costosa, che comporta la rimozione di molto materiale o l'assemblaggio di parti che generano nuove linee di giunzione.

Negli ultimi anni le stampanti 3D ad alta risoluzione sono diventante meno costose, più affidabili e più facili da usare. La tecnologia di stampa 3D è ora accessibile a molte aziende, ma scegliere tra le diverse soluzioni disponibili non è sempre facile. Leggi questa guida per confrontare le tre tecnologie di stampa 3D più utilizzate: modellazione a deposizione fusa (FDM), stereolitografia (SLA) e sinterizzazione laser selettiva (SLS).

Dime e fissaggi stampati in 3D vengono prodotti solitamente con la FDM perché è una tecnologia rapida, facile da utilizzare e a basso costo. Tuttavia, SLA e SLS sono più adatte per i supporti di produzione che richiedono:

• Maggiore risoluzione, migliore precisione e una finitura superficiale più liscia

• Proprietà meccaniche superiori, come stabilità e resistenza

• Design complessi

• Rendimento più alto

Le stampanti 3D SLA a resina sfruttano la fotopolimerizzazione, un processo in cui un laser trasforma la resina liquida in plastica indurita. Le parti stampate tramite SLA sono isotropiche e hanno un'alta risoluzione e precisione. Scegli questa tecnologia per ottenere dettagli definiti e una finitura superficiale liscia e per l'ampia gamma di materiali disponibili. 

Formlabs offre un catalogo di resine ingegneristiche con proprietà avanzate ideali per applicazioni destinate ad ambienti esigenti, da quelle più flessibili a quelle più rigide, elettrostaticamente sicure o resistenti alle alte temperature. Le resine della famiglia Tough e Durable sono particolarmente apprezzate per la stampa 3D di dime, fissaggi e altri supporti.

Le stampanti 3D SLA di Formlabs sono semplici da configurare, utilizzare e mantenere. Richiedono un'attrezzatura minima e si integrano perfettamente in qualsiasi flusso di lavoro di produzione. Tuttavia, le parti stampate tramite SLA hanno una stabilità e una resistenza limitate. Per la stampa di strumenti di lunga durata, si consiglia la tecnologia SLS. 

La sinterizzazione laser selettiva (SLS) è la tecnologia di produzione additiva più diffusa per le applicazioni industriali ed è impiegata solitamente per la produzione di parti per utilizzo finale. Scegli la tecnologia SLS per produrre strumenti funzionali e resistenti con geometrie complesse con un alto rendimento.

La stampa SLA si basa sulla resina, mentre le stampanti 3D SLS utilizzano un laser ad alta potenza per fondere piccole particelle di polvere di polimeri. La polvere non fusa sostiene le parti durante la stampa ed elimina la necessità di strutture di supporto dedicate. Ciò rende la stampa SLS ideale per ottenere geometrie complesse, come nel caso di anelli a incastro, assemblaggi funzionali e cerniere integrate. 

I materiali sono uno degli aspetti più vantaggiosi della stampa 3D SLS. Alcuni, come ad esempio il nylon, vengono già usati regolarmente dai team di progettazione e produzione nei processi di stampaggio a iniezione, lavorazione meccanica e produzione additiva. Le parti in nylon sono robuste, durevoli e resistenti alle alte temperature, il che le rende ideali per i supporti di produzione. Le parti finali sono in grado di resistere agli urti e pronte a essere sottoposte alle difficili condizioni della fabbrica, sopportando l'usura ripetuta delle attività produttive quotidiane.

L'ecosistema serie Fuse di Formlabs è una soluzione completa e compatta di livello industriale, disponibile a una frazione del costo delle tradizionali stampanti 3D SLS. Adottando la SLS in-house, le aziende possono avere un controllo maggiore sui processi di produzione. 

La tabella seguente riassume alcune delle considerazioni principali da fare nella scelta tra SLA o SLS per la stampa 3D dei supporti di produzione. Per maggiori dettagli, consulta il confronto approfondito tra tecnologie di Formlabs. 

Convalida lo strumento stampato

• Confronta la parte stampata con il modello CAD originale. Utilizza un calibro, un micrometro o altri strumenti metrologici per verificare le dimensioni della stampa rispetto al valore teorico.

• Esegui un test delle prestazioni funzionali del fissaggio. Quando la parte viene caricata sul fissaggio, presta molta attenzione a come è posizionata rispetto alle superfici di posizionamento e ai supporti. I fissaggi progettati e realizzati correttamente sosterranno la parte impedendone il movimento una volta applicata la forza di serraggio. 

• Per i processi con forze operative più elevate, come la fresatura o la foratura, calcola i requisiti di serraggio in base ad avanzamento e velocità, alla potenza dell'apparecchio e al materiale selezionato, nonché alla sicurezza. 

Tieni in considerazione lo scorrimento nella stampa 3D SLA

Alcuni materiali per la stampa 3D, in particolare le resine SLA, sono soggetti al fenomeno dello scorrimento (deformazione elastica permanente) se sottoposti a un carico prolungato, come nel caso di un fissaggio stampato fissato a un tavolo di lavoro per lunghi periodi di tempo. Per evitarlo, è preferibile allentare i bulloni e diminuire le forze di serraggio dopo aver completato le operazioni secondarie. Se le parti dovranno essere sottoposte a un carico continuo, si consiglia di stamparle con la tecnologia SLS.

Aggiungi funzionalità agli strumenti stampati in 3D con parti comuni di magazzino

Questo approccio risulta efficace quando alcuni componenti necessitano della specificità e della flessibilità di progettazione della stampa 3D, ma il volume di lavoro complessivo o altri requisiti come la rigidità o la conduttività non sono raggiungibili con un processo additivo. Tra le parti comuni di magazzino che aggiungono ulteriori funzionalità a dime e fissaggi stampati vi sono i sistemi di trasmissione ad albero in metallo, che consentono di coprire distanze maggiori preservando la rigidità, oppure le rondelle, che consentono di distribuire i carichi di fissaggio delle viti su un'area più ampia. Le parti in stock combinate con i processi additivi aggiungono rapidamente funzionalità meccaniche come l'indicizzazione lineare o rotativa a un costo molto inferiore rispetto alla lavorazione meccanica completa dello strumento.

Facilita l'estrazione dello strumento

Utilizza molle, guide con rampe o impugnature per sollevare la parte dalla superficie del fissaggio. Grazie all'uso di molle, quando si rimuove la forza di serraggio la parte viene sollevata dalla superficie del fissaggio, consentendo al personale di rimuoverla più facilmente. Lo stesso risultato si può ottenere con una guida o una leva mobile, anche se con un passaggio in più per il personale. La scelta dell'approccio giusto varia a seconda dell'applicazione, della configurazione delle attrezzature e del tempo di ciclo richiesto. 

Sostituisci su richiesta i componenti usurati

Anche in condizioni d'uso normali, fissaggi, strumenti di assemblaggio e dime si rompono o si usurano al punto da non essere più efficaci. Creare queste attrezzature con la produzione additiva permette agli stabilimenti di avere controllo della propria produzione e di sostituirle in loco a seconda delle necessità, invece di affidarsi a fornitori esterni che richiedono quantità minime d'ordine. La sostituzione dei fissaggi usurati con attrezzature prodotte in-house accorcia la catena di fornitura e riduce il rischio di tempi di inattività.

Esegui la post-elaborazione degli strumenti stampati in 3D per migliorare le proprietà dei materiali

Sfruttare metodi di post-elaborazione avanzati consente di migliorare prestazioni ed estetica dei materiali SLS. Leggi la nostra guida per scoprire le nozioni di base della post-elaborazione di parti realizzate con la stampa 3D SLS e metodi avanzati come sabbiatura, levigatura, rivestimento, verniciatura e molto altro. I metodi di post-elaborazione e finitura, come la galvanizzazione o il rivestimento, possono essere applicati anche alle parti SLA per migliorarne la stabilità e la resistenza.

Questa sezione presenta diversi casi di supporti sviluppati da utenti delle stampanti 3D SLA e SLS di Formlabs in ogni fase del processo di produzione, dai test di convalida all'ispezione.

Calibri e fissaggi di prova stampati in 3D possono essere di supporto nel processo di convalida, anche prima di passare alla produzione. Il processo di convalida consiste nel determinare se un componente hardware è conforme ai requisiti definiti ed è pronto per la produzione. L'obiettivo delle fasi di validazione è assicurare che il prodotto possa essere realizzato in modo uniforme su larga scala. Si tratta di una serie di test approfonditi che si svolgono nell'ultima fase dello sviluppo del prodotto su prototipi e parti per la pre-produzione. 

I test includono: test in camera ambientale, cicli termici, vibrazioni, sicurezza elettrostatica, biocompatibilità, resistenza chimica, certificazioni come FDA, FCC, UL, CE, EC e RoHS, test di invecchiamento, radiazioni, problemi estetici, usura e caduta e altri ancora.  La stampa 3D su richiesta di strumenti di prova consente ai produttori di velocizzare la procedura per i test e di eseguire rapidamente iterazioni su prototipi e parti di pre-produzione. 
 

La fabbricazione è il processo di trasformazione di materie prime in un oggetto finito. Tra le tecniche di fabbricazione figurano la formatura, lo stampaggio, la fusione, la lavorazione meccanica e la saldatura. In genere richiedono apparecchi specifici e costosi, come una fresatrice a controllo numerico computerizzato (CNC), attrezzature e manodopera specializzata. L'ottimizzazione della produttività di questi apparecchi è fondamentale per recuperare i costi di produzione e aumentare il ritorno d'investimento. Grazie alla stampa 3D in-house, i produttori possono realizzare a basso costo dime, fissaggi, ganasce morbide, perni di allineamento e altri supporti su misura per il loro specifico approccio di fabbricazione e flusso di lavoro. 

L'assemblaggio è il processo di produzione nel quale i singoli componenti vengono messi insieme per ottenere un prodotto finale. Nella linea di assemblaggio, le parti vengono combinate in sequenza per ottenere un prodotto semilavorato, passando da una postazione di lavoro all'altra. Le linee possono essere automatizzate, manuali o una combinazione dei due tipi. Vengono eseguite nello stabilimento di produzione e prevedono molte fasi, numerose attrezzature e manodopera. Ottimizzare le linee di assemblaggio per aumentarne l'efficienza è fondamentale per ridurre i tempi di ciclo e, di conseguenza, i costi di produzione. Stampare in 3D strumenti di assemblaggio può favorire il miglioramento continuo interno, noto anche come Kaizen, per ottimizzare lo stabilimento di produzione e migliorare l'agilità operativa:

• Per molti prodotti, l'assemblaggio è la fase della produzione che richiede più manodopera. La sostituzione di strumenti metallici ingombranti con dime di assemblaggio stampate in 3D leggere, ergonomiche e precise aumenta la sicurezza del personale e l'efficienza del flusso di lavoro.
• La stampa 3D consente di produrre strumenti complessi e specifici per le parti, che si adattano alla grande quantità di articoli. Permette di passare da un inventario fisico a uno digitale e fornisce una soluzione su misura per ogni singolo prodotto.

La finitura comprende un'ampia gamma di tecniche eseguite dopo la produzione per aggiungere proprietà al prodotto finito. Tali tecniche servono a migliorare l'aspetto, modificare le caratteristiche chimiche ed elettriche o la durezza, incorporare o rimuovere elementi e difetti e altro ancora. I metodi di finitura più comuni sono sabbiatura, rivestimento, tintura, verniciatura, galvanizzazione o lucidatura. 

Gli strumenti di finitura stampati in 3D garantiscono la precisione e la ripetibilità delle procedure, riducendo la manodopera e i rischi di errore. In molte tecniche di finitura come il rivestimento, la tintura o la verniciatura, capita di voler proteggere alcuni elementi del prodotto dal trattamento. Questa procedura si chiama mascheratura. Viene realizzata in genere con nastro adesivo, tappi, coperchi, master, ritagli in vinile o parti realizzate con la lavorazione meccanica. I dispositivi di mascheratura stampati in 3D possono coadiuvare le operazioni di nastratura, o anche solo sostituirle, con una gamma di materiali resistenti e flessibili in grado di preservare l'integrità delle parti. 
 

L'ispezione è un aspetto determinante del processo di controllo qualità ed è l'ultima fase della produzione prima della spedizione. Si tratta di un insieme di procedure per assicurarsi che i requisiti specificati siano soddisfatti, che include l'esame, la misurazione o il test del prodotto. I metodi di ispezione più comuni comprendono l'analisi dimensionale, in cui il prodotto finale viene controllato in base alle tolleranze consentite. Viene eseguita con calibri di misurazione o fissaggi di controllo, che vanno da un semplice pezzo di materiale stampabile direttamente in 3D, fino ad apparecchi complessi come le macchine di misura a coordinate (CMM) che richiedono dispositivi di bloccaggio. 

È possibile sfruttare la libertà di design della stampa 3D per creare dispositivi di controllo e calibri personalizzati in-house, su misura per le proprie parti e per le procedure di controllo qualità. È possibile creare strumenti di ispezione complessi e accurati su richiesta per accelerare la produzione e garantire che il prodotto soddisfi le aspettative del cliente.

Le fabbriche moderne devono adattarsi costantemente ai mutevoli requisiti dei clienti e cercare nuovi modi per rimanere efficienti, agili e competitive. Lanciare un prodotto sul mercato richiede numerosi processi, apparecchi e manodopera, tutti elementi che devono essere ottimizzati nelle catene di produzione. Le aziende di tutto il mondo utilizzano supporti realizzati con la stampa 3D in-house per risolvere i problemi che emergono negli stabilimenti di produzione, stimolando e ottimizzando l'efficienza in tutte le fasi della produzione.

Dai dispositivi di bloccaggio per la lavorazione meccanica, alle dime di assemblaggio, ai fissaggi per le ispezioni o alle parti di ricambio per i componenti per organi di presa, la sostituzione degli strumenti in metallo con supporti di produzione stampati in 3D su richiesta aumenta la velocità, la qualità e l'efficienza della produzione. 

Richiedi un campione gratuito per toccare con mano i materiali di stampa 3D di Formlabs e contatta i nostri specialisti di stampa 3D per trovare la soluzione migliore per la tua applicazione.