Sempre attenti alle novità tecnologiche sul mercato, abbiamo subito capito che l’additive manufacturing (o stampa 3D) offre nuove possibilità nel campo della progettazione meccanica, e mette a disposizioni delle aziende soluzioni impensabili con le tecniche di produzione tradizionali.

Con l’additive manufacturing si possono creare nuove forme e geometrie, realizzare agevolmente strutture interne particolari (esempio a nido d’ape), studiare parti meccaniche con caratteristiche uniche (una chiave a pappagallo realizzata in un unico pezzo), utilizzare materiali performanti (esempio il materiale ASA che resiste ai raggi UV).

Il team di progettisti può così dedicarsi fin da subito a parametri come la resistenza o la ricerca della forma più adatta allo scopo previsto. Nel processo di ingegnerizzazione questo consente di rispettare al meglio il design e di semplificare il compito di modellazione.

L’additive manufacturing impatta quindi su tutte le fasi della progettazione meccanica: il suo utilizzo permette di pensare oggetti o parti meccaniche da realizzare con procedure nuove, in tempi più brevi e resa maggiore. A vantaggio del design e della soddisfazione finale del cliente.

In particolare, questa nuova tecnica di realizzazione cambia la produzione vera e propria: grazie alla prototipazione rapida si possono realizzare serie di pezzi identici o con particolari differenti, per fini prototipali o per la produzione di pezzi definitivi, in tempi considerevolmente inferiori. Nel campo della progettazione meccanica questo significa non dover più realizzare diversi stampi, uno per ogni variante richiesta dal cliente, ma semplicemente avere diversi file CAD in archivio.

La collaborazione con Zare

Ecco un esempio di come l’utilizzo dell’additive manufacturing si sia rivelato efficace . Per questo progetto abbiamo scelto la collaborazione di Zare s.r.l., azienda leader per affidabilità e competenza nell’utilizzo di questa tecnologia.

Nelle macchine che producono cartellini per il settore tessile, è necessario intervenire con  pezzi di ricambio. Il ricambio, in questi casi, consiste in un uncino che, roto-traslando, prende il filo ed esegue il nodo necessario per fissare i cartellini ai capi. Questo oggetto ha una forma uncinata ed è tagliato a metà in lunghezza: una forma peculiare che gli consente di eseguire un nodo prelevando, stringendo e rilasciando il filo in una successione rapidissima.
Il cliente aveva già fatto delle prove su macchine a controllo numerico per la produzione ma i risultati ottenuti non erano stati ottimali anche a livello economico.
Abbiamo, quindi,  suggerito la possibilità di avvalersi della tecnologia di stampa 3D in metallo, una possibilità innovativa e non conosciuta dal cliente.
Insieme a Zare abbiamo selezionato il  materiale più adatto per le caratteristiche tecniche del pezzo e il suo utilizzo.  Zare, forte della preparazione del proprio reparto interno di finiture, ha indicato i trattamenti necessari per rendere il pezzo performante ed esteticamente adeguato alle richieste:  solubilizzazione, invecchiamento, micro-pallinatura e lucidatura.

Grazie alla collaborazione con Zare e all’impiego di questa nuova tecnica produttiva siamo riusciti a fornire al cliente una soluzione performante con costi e tempi di realizzazione sicuramente più contenuti.

Ma cos’è l’additive manufacturing?

L’additive manufacturing è la produzione di oggetti solidi mediante la deposizione di strati di materiale, secondo le specifiche che sono archiviate e visualizzate in forma elettronica come modello digitale.
La manifattura additiva è dunque un metodo di fabbricazione che direttamente da file, o meglio, da un modello CAD, produce oggetti aggiungendo materiale uno strato alla volta.

A differenza del tradizionale processo sottrattivo, dove si rimuove il materiale in eccesso fino ad ottenere il risultato richiesto, con l’additive manufacturing il materiale viene aggiunto e ogni strato successivo si unisce a quello precedente fino a completamento dell’oggetto.

Questa metodologia è usata per la realizzazione di prototipi già da diversi anni ma solo grazie alla forte diminuzione del prezzo delle stampanti, questa tecnica produttiva sta conoscendo un trend positivo davvero vertiginoso.
Infatti, diversi possono essere i campi di applicazione tenendo conto che l’additive manufacturing offre infinite possibilità di modellazione  unite ad un elevato grado di precisione e alla possibilità di creare un oggetto con anche parti mobili, senza assemblaggio.

Nel campo della progettazione meccanica ragionare in termini di stratificazione e non più di eliminazione permette di pensare a forme complesse ma alleggerite, la cui realizzazione è resa possibile dalla libertà di design offerta dalla tecnologia.
Il team dei progettisti a tal fine si può avvalere anche dell’ottimizzazione topologica, un’operazione di ingegnerizzazione e re-design che ricerca la migliore distribuzione del materiale modificando la geometria del componente in modo da semplificarlo massimizzandone le prestazioni. Questo significa che il materiale sarà presente solo dove strettamente necessario, tenendo conto di proprietà meccaniche specifiche del materiale, dei carichi previsi, e degli obiettivi del progetto.

Perché ci siamo rivolti a Zare?

Zare entra nel settore della prototipazione rapida nel 2009 e consolida velocemente le competenze, ampliando il parco macchine, inserendo la sintetizzazione dei metalli e acquisendo impianti per la prototipazione monolitica di grande formato. Nel 2019 inaugura l’area dedicata al post processo, alla finitura dei prototipi e alla preparazione dei modelli dentali e medicali.
Abbiamo trovato competenza, affidabilità ed esperienza, inoltre, per noi era importante poter disporre di  impianti monomateriale che riducono la possibilità di contaminazione delle polveri.

Alla ricerca di soluzioni sempre più innovative, abbiamo potuto coniugare la nostra competenza in ambito di ingegnerizzazione con quelle di Zare in ambito di tecnologia, materiali e messa in macchina per la stampa 3D. 

Progettazione meccanica e additive manufacturing

Nell’ambito della produzione in additivo il ruolo del progettista è quello di unire il design alla parte più prettamente meccanica. Partendo da quelle che sono le particolarità della progettazione in CAD, le caratteristiche del materiale scelto, i vincoli e le rese che sempre accompagnano la progettazione meccanica, ci siamo occupati di rimodellare, parametrizzare e ottimizzare il progetto del designer per renderlo fattibile. Il tutto come sempre nel rispetto delle esigenze del cliente.

Se vuoi saperne di più sull’utilizzo dell’additive manufacturing e delle nuove soluzioni che comporta per la progettazione meccanica e la prototipazione rapida CONTATTACI