Come realizzare prototipi in gomma e quali tecnologie scegliere per il massimo risultato

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Cos’è la prototipazione rapida in gomma

È un processo di stampa 3D che consente di realizzare prototipi funzionali in gomma che negli ultimi tempi si è declinato in varie tecnologie. Nel caso della Polyjet Objet la stampante deposita strati liquidi di fotopolimeri su un vassoio che vengono polimerizzati strato dopo strato tramite raggi UV fino alla completa realizzazione dell’oggetto.

Nel caso del metodo con Stereolitografia SLA il processo di formazione dei prototipi procede per fotopolimerizzazione del materiale strato dopo strato con l’ausilio di supporti. Questi verranno facilmente rimossi alla fine del processo di stampa ed il prototipo in gomma sarà pronto.

Anche attraverso il processo di SLS selective laser sintering è possibile stampare prototipi in gomma utilizzando TPU o un elastomero con caratteristiche di flessibilità e funzionalità vicine alla gomma. 

In ogni processo è possibile utilizzare materiali con durezze differenti, il punto critico di ciascuno è la “memoria” del materiale per cui il prototipo potrebbe non reggere a sforzi ripetuti nel tempo o a deformazioni importanti.

Per questo motivo consigliamo di valutare come alternativa a questo processo la produzione tramite repliche da stampo in silicone. Quest’ultimo non è un processo diretto di stampa 3D ma consente di avere prototipi più performanti oltre che essere l’unica soluzione percorribile nel caso in cui si debba realizzare un prototipo in gomma costampato con materiale rigido o con inserti metallici. Abbiamo anche realizzato dei costampati tra gomma e vetro per simulare l’incapsulamento dei finestrini delle autovetture.

Con le repliche da stampo in silicone c’è la possibilità di produrre prototipi più performati dal punto di viste estetico e funzionale oltre che avere la possibilità di costampare la gomma con materiali rigidi o inserti in metallo e una durezza che oscilla dai 40 ai 90 shore A e possibilità di pigmentazione con coloranti.

A cosa serve

La prototipazione rapida in gomma viene utilizzata per produrre modelli funzionali e simulare prodotti o accessori in gomma. La nostra esperienza è molto legata alle esigenze dell’industria manifatturiera per cui abbiamo realizzato principalmente guarnizioni, particolari con superficie flessibile, tasti per comandi. Di certo realizzare un prototipo in tempi rapidi che simuli il materiale definitivo è un vantaggio notevole perché consente di avere delle risposte sulla funzionalità, assemblaggio, tenuta ai liquidi, certificazioni preliminari, test commerciali e tanto altro. Ciò consente di validare il prodotto in fase di engineering e avere risposte prima di validare la fase di produzione con notevole risparmio di tempi e costi sul prodotto finito.

Quali tecnologie si usano

E’ possibile produrre prototipi in gomma per ottenere modelli morbidi e flessibili o prototipi multimateriale tramite diverse soluzioni

  1. Stampa 3d Objet
  2. Stereolitografia SLA
  3. Sinterizzazione laser selettiva SLS
  4. Repliche siliconiche da stampo in silicone

STAMPA 3D OBJET

Con la stampa 3d Objet è possibile realizzare prototipi con una durezza dai 30 ai 70 shore A con una resistenza a temperatura di circa 70°. Se per i test da eseguire occorrono solo poche unità di prototipi, indicativamente fino a 5, la prima soluzione a cui pensare è la stampa additiva a getto Polyjet Objet. Questi i materiali più comuni tra cui scegliere:

  • TangoBlack Plus 30 shore A
  • TangoBlack 60 shore A
  • TangoGray 70 shore A
Prototipo in gomma

I particolari ottenuti con questa tecnologia sono realizzati con strati di 30 micron non possono raggiungere quindi un alto livello di dettaglio, ed i materiali possono non essere molto performanti per test funzionali ripetuti nel senso che il materiale tende a cedere dopo i primi usi

STEREOLITOGRAFIA SLA

Il processo di formazione dei prototipi procede per fotopolimerizzazione del materiale strato dopo strato con l’ausilio di supporti. Questi verranno facilmente rimossi alla fine del processo di stampa ed il prototipo in gomma sarà pronto. Questi i materiali tra cui è possibile scegliere:

  • Flexa GM08B 22-25 ShoreD
  • Flexa GM08 25-27 ShoreD

SINTERIZZAZIONE LASER SELETTIVA SLS

Anche attraverso il processo di SLS selective laser sintering è possibile stampare prototipi flessibili utilizzando TPU o un elastomero con caratteristiche di flessibilità e funzionalità vicine alla gomma.  Questi i materiali tra cui è possibile scegliere:

  • TPU
  • DURAFORM FLEX
prototipo in TPU

REPLICHE DA STAMPO IN SILICONE

Con le colate da repliche siliconiche si ottengono prototipi più performati da un punto di vista meccanico e quindi funzionale. Così facendo è possibile ottenere molteplici vantaggi: l’uso di materiale poliuretanico molto vicino a una gomma definitiva di produzione, un’ampia scelta di durezze, maggior precisione e alta definizione dei dettagli, possibilità di produrre fino a 25 pezzi, riduzione dei costi per produzioni che superano i 5/7 particolari.

Prototipo in gomma con repliche siliconiche

Il livello di dettaglio raggiungibile è del tutto simile a quello della stereolitografia, il processo di prototipazione rapida che viene utilizzato per produrre il primo prototipo che verrà utilizzato per realizzare la cavità all’interno dello stampo. Esistono diversi tipi di materiale con durezza che oscilla tra i 40 e 90 shore A e anche materiali in gomma con certificato V0.

Schede tecniche dei materiali utilizzati

Per le tencologie di stampa 3D additiva:

  • Tango Black plus con Durezza 30 shore A Colore Nero, resistenza a temperatura fino a 70°C per scaricare la scheda tecnica clicca qui
  • Tango Black con Durezza 60 shore A Colore Nero, resistenza a temperatura fino a 70°C per scaricare la scheda tecnica clicca qui
  • Tango Gray con Durezza 70 shore A Colore Nero, resistenza a temperatura fino a 70°C per scaricare la scheda tecnica clicca qui
  • Duraform Flex con Durezza 45-75 Shore D, Colore Nero, per scaricare la scheda tecnica clicca qui

Per le colate da repliche siliconiche ci sono le seguenti soluzioni:


  • UPX 8400 con Durezza dai 30 ai 90 shoreA Colore biancastro resistenza a temperatura -40°C  / + 70°C per scaricare la scheda tecnica clicca qui
  • PX761 con Durezza 60 shore A, Colore Nero, resistenza a temperatura -40°C / +80°C  per scaricare la scheda tecnica clicca qui
  • PX755 Gomma V0 Autoestinguente con Durezza 55 shore A, Colore Nero, resistenza a temperatura -40°C / +120°C  per scaricare la scheda tecnica clicca qui

Case Histories: esempi pratici

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