Prototipo di sega circolare con parti in metallo e parti FDM blu

Prototipi funzionali

Prova e perfeziona i progetti con test severi e accurati

Uno sviluppo iterativo e agile del prodotto è la promessa della stampa 3D di livello avanzato. Prototipi funzionali con termoplastiche tecniche o materiali digitali rivelano il comportamento futuro del prodotto molto prima di doversi impegnare nella produzione.

Simulazione di stampaggio a iniezione sovrapposta

Stampa in 3D di prototipi di cuffie colorate rigide e in gomma

La tecnologia di stampa 3D PolyJet ha rivoluzionato la progettazione dei prodotti grazie alla capacità di depositare due o più materiali contemporaneamente per creare prototipi di componenti stampati a iniezione sovrapposta predefiniti.

Stampaggio a iniezione sovrapposta 3D PolyJet

Lo stampaggio a iniezione sovrapposta rappresenta un processo di stampaggio a iniezione in cui due o più materiali vengono combinati per produrre un singolo componente. In genere, nel componente, una plastica rigida si lega perfettamente a un elastometro simil-gomma. Il risultato è una superficie anti-sdrucciolo morbida tipica di utensili elettrici, spazzolini da denti, rasoi, elettronica di consumo, dispositivi medicali e altro ancora.

Il processo di stampaggio a iniezione sovrapposta di un componente inizia con lo stampaggio a iniezione di un substrato rigido termoplastico. In cima al substrato, viene stampato a iniezione un elastometro termoplastico (TPE). Il substrato in plastica e il TPE vengono uniti attraverso lo stampaggio con inserto o multi-fase.

Lo stampaggio con inserto è un processo a due fasi. Viene stampato a iniezione prima il substrato rigido. Viene quindi posizionato in una cavità dello stampo di un'altra pressa per stampaggio a iniezione e il TPE viene sprigionato direttamente sul substrato. Al contrario, uno stampaggio a iniezione multi-fase viene eseguito su una pressa per stampaggio a iniezione che sprigiona più materiali in un'unica operazione. In questo modo, il TPE viene stampato a iniezione sovrapposta immediatamente dopo lo stampaggio a iniezione del substrato. La scelta dei metodi avviene in base a numerosi fattori inclusi i volumi di produzione, i costi delle attrezzature e le progettazioni dei componenti.

Rasoi stampati con materiali digitali

Per affrontare le sfide legate alla progettazione di un prodotto con stampaggio a iniezione sovrapposta, le aziende si affidano a diversi metodi di prototipazione.

Opzione 1: Stampi ad iniezione per prototipi

Quando tempi e costi non rappresentano un problema, il metodo ideale è quello di iniettare prototipi di stampi tramite i materiali di TPE e substrato selezionati. Attraverso i materiali e i metodi di produzione, il prototipo acquisisce le stesse qualità del prodotto finale. I problemi legati a questo approccio sono i costi estremamente elevati, la dispendiosità in termini di tempo e l'inflessibilità. Sebbene costi e consegne dipendano dalla complessità e dalle dimensioni, questo approccio di prototipazione ha un costo generalmente compreso tra i 6.000 e i 50.000 dollari e richiede tempi di completamento che variano da tre a otto settimane.

Opzione 2: Stampi RTV

Come per lo stampaggio con inserto, il processo di stampaggio RTV utilizza uno stampo per formare il componente base e un altro per l'area stampata a iniezione sovrapposta. Ciascuno stampo richiede un modello in cui viene versata la gomma siliconica liquida. Il costo di modelli e stampi è in genere compreso tra i 1.000 e i 5.000 dollari. I tempi di lavorazione variano solitamente da una a tre settimane.

Terminologia

Lo stampaggio a iniezione sovrapposta e i termini correlati vengono spesso confusi o usati erroneamente. Ciò è dovuto, in parte, all'ampia gamma di applicazioni multi-materiale che vanno ben al di là dei materiali morbidi su substrati rigidi. La non chiarezza è dovuta anche al fatto che i termini possono derivare dalle caratteristiche della parte ottenuta tramite stampaggio a iniezione o del processo base. Ad esempio, alcuni utilizzano lo stampaggio a iniezione sovrapposta come sinonimo di stampaggio con inserto. In questo contesto, per stampaggio a iniezione sovrapposta si intende anche lo stampaggio di plastiche morbide o rigide su qualsiasi tipo di materiale di base, incluso il metallo.

In genere, stampaggio multi-materiale è il termine più preciso da usare quando si descrivono i processi di stampaggio a iniezione riguardanti la produzione di parti con due o più materiali. Il termine racchiude quindi:

  • Multi-fase
  • Multi-componente
  • Assemblaggio su stampo
  • A due fasi
  • Doppia fase
  • A iniezione multipla
  • Stampaggio con inserto
  • Stampaggio a iniezione sovrapposta

Perché stampare in 3D con Connex?

I sistemi di stampa Connex vantano una tecnologia unica che costituisce una delle più importanti innovazioni del settore negli ultimi cinque anni. Depositando più materiali si ottiene lo stampaggio a iniezione sovrapposta con un unico processo. È possibile costruire modelli in maniera rapida e conveniente, ideale quando la progettazione è ancora in fase evolutiva. Questa soluzione è molto meno dispendiosa in termini di tempo e costi. Sta rapidamente sostituendo lo stampaggio a iniezione e RTV per la produzione di prototipi.

In un unico processo e con pochissimo sforzo, è possibile stampare un prototipo per simulare diverse varianti di prodotto con stampaggio a iniezione sovrapposta. Come è stato dichiarato nel case study Vista: "Connex offre l'opportunità di valutare più opzioni di progettazione in meno tempo e a un costo inferiore".

Suggerimenti per lo stampaggio a iniezione sovrapposta 3D

Creare un meccanismo che consenta di montare componenti separati sull'assemblaggio completo di parti morbide e rigide. Quindi utilizzare la capacità Connex per stampare fino a nove materiali in un unico processo e assemblare ogni componente su un modello per la valutazione. Etichettare ogni componente valutato con il relativo valore del coefficiente di attrito. L'etichetta consentirà, in seguito, di determinare rapidamente quale componente ha ottenuto il miglior punteggio durante i test per criteri di valutazione.

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