Realizzazione prototipi 3d: servizi, tecnologie, materiali, settori

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Realizzazione prototipi 3d: servizi

Realizzare un prototipo 3D vuol dire tradurre in materia quel che fino a pochi istanti prima era scritto solo in forma digitale tramite un software di progettazione 3D.

A cosa serve un prototipo 3d?

Un prototipo 3D può essere utile ad un designer per toccare con mano la propria idea oppure ad un progettista meccanico o ad un tecnico per eseguire test sul componente o sull’assieme di cui ha bisogno.

Forti della nostra esperienza ventennale ci siamo strutturati per rispondere ad entrambi questi mondi anche se il settore B2B (trainato in primis dall’industria manifatturiera) resta l’utilizzatore principale dei nostri servizi di prototipazione rapida.

prototipo stampa 3d funzionante

I nostri servizi associati alla necessità di realizzare dei prototipi 3D sono diversi e seguono un ordine cronologico:

  • Controllo della idoneità del file 3D inviato dal cliente
  • Segnalazione e suggerimenti di modifica sulla base della tecnologia richiesta
  • Consulenza tecnica su tecnologie e materiali.

Come operiamo per garantire la qualità del servizio

L’attività del nostro ufficio tecnico commerciale inizia sempre con il controllo dell’idoneità del file 3D inviato dal cliente per verificare che risponda a tutti i requisiti minimi di stampabilità e cioè:

  • spessore di parete,
  • altezza dei dettagli,
  • presenza di cavità interne che non sempre possono essere gestite.

Sulla base di questa verifica i nostri tecnici segnalano le anomalie e le possibili soluzioni, in base alla tecnologia richiesta dal cliente.

Nel caso in cui questi non abbia certezze sulla miglior tecnologia da utilizzare per il suo progetto, i nostri tecnici approfondiscono insieme al committente alcuni aspetti come ad esempio i test a cui sottoporrà il prototipo 3D, lo scopo finale dell’oggetto, la finitura che dovrà avere.

L’insieme di queste risposte ci consente di individuare la miglior soluzione per il prototipo 3D in esame.

Tecnologie

Le tecnologie a nostra disposizione per realizzare un prototipo 3D sono numerose e potremmo dividerle in tre categorie:

  • Additive manufacturing
  • Lavorazioni CNC per asportazione dal pieno
  • Vacuum casting con repliche da stampo in silicone.

Per Additive Manufacturing AM si intende l’insieme delle tecnologie disponibili che realizzano prototipi per stratificazione di materiale, li dove non c’era nulla il prototipo 3D si materializza strato dopo strato.

Il vantaggio di questo tipo di tecnologie risiede nella assoluta (o quasi) libertà nelle geometrie da realizzare, nella possibilità di produrre rapidamente una quantità variabile di prototipi con una buona precisione geometrica da impiegare in prove funzionali, meccaniche, di assemblaggio o per creare mockup altamente estetici di un prodotto.

Le tecnologie di additive manufacturing possono produrre prototipi in plastica o metallo, nella prima possibilità rientrano:

  • Stereolitografia SLA
  • Sinterizzazione laser selettiva SLS
  • Fused deposition modelling FDM
  • MultiJet Fusion di HP
  • Stampa 3D a filo Object

Per realizzare prototipi in metallo con tecnologie additive possiamo invece ricorrere a:

  • Direct metal laser sinterig DMLS
  • Selective Laser Melting SLM

Le lavorazioni meccaniche CNC lavorano invece secondo un principio diametralmente opposto, realizzano infatti il prototipo partendo da un blocco pieno di materiale e asportano la quantità in eccesso per realizzare il prototipo 3D.

Il vantaggio di questa tecnologia è quello di avere un componente realizzato in materiale definitivo plastico o metallico che sia e si rende necessario quando i prototipi devono superare test di resistenza, certificazione o quando ne è richiesto l’uso direttamente sul campo.

Infine parliamo in questa sede anche di vacuum casting con repliche da stampo in silicone perché queste rappresentano una valida tecnologia per realizzare prototipi in 3D tramite una attrezzatura di stampa in silicone con all’interno una cavità ottenuta grazie ad un master 3D. Questa cavità viene riempita all’interno di macchine per il vuoto e si ottiene un prototipo 3D in materiale plastico (poliuretano bicomponente) dalle prestazioni più alte rispetto ai prototipi di AM.

Materiali

È possibile realizzare prototipi 3D sia in plastica che in metallo, spesso anche utilizzando materiali definitivi.

È il caso delle lavorazioni meccaniche CNC che consentono di lavorare sia plastica (è possibile quindi ottenere prototipi 3D in ABS, POM, PA, Teflon etc) che metallo (è possibile quindi ottenere prototipi 3D in acciaio, alluminio, ottone, rame etc) e della tecnologia FDM che utilizza filamenti di plastica da fondere per produrre il prototipo 3D.

Le altre tecnologie di Additive Manufacturing utilizzano dei materiali plastici in versione prototipale con interessanti caratteristiche.

La stereolitografia SLA utilizza una resina epossidica che conferisce al prototipo una finitura esterna liscia e lo rende particolarmente adatto a scopi estetici e a finiture superficiali come verniciatura, metalizzazione sotto vuoto e serigrafia.

Esistono anche resine trasparenti da lucidare o rendere opaline a seconda dello scopo ultimo del prototipo 3D.

La sinterizzazione laser selettiva SLS e la tecnologia MultiJet Fusion di HP utilizzano polvere di PA anche con aggiunta di fibre di vetro o di alluminio e si prestano in modo particolare per prove funzionali e di resistenza mentre esteticamente conservano una finitura rugosa.

Come anticipato la tecnologia FDM utilizza filamenti di plastica come anche la stampa 3D Object, la stratificazione in molti casi è molto evidente e tali prototipi 3D sono particolarmente adatti a prove meccaniche e di resistenza.

Le tecnologie AM per la realizzazione di prototipi 3D in metallo utilizzando al momento delle Leghe di Titanio, Alluminio, Acciaio Inox, Cromo Cobalto ma anche Bronzo ed Argento. Questi prototipi sono quasi pronti all’uso ma necessitano di riprese con macchine a controllo numerico CNC per raggiungere la precisione o la rugosità esterna in genere deputata a questi prototipi.

Settori di applicazione

La prototipazione rapida 3D è nata come spalla per l’industria manifatturiera, in particolar modo per il settore automotive, ed in poco tempo si è estesa ai più svariati campi.

Ne beneficiano tutti i settori del manifatturiero come elettronica di consumo, illuminotecnica, sicurezza, apparecchiature medicali, militare e difesa.

In ogni ambito in cui sia necessario sviluppare un prodotto con case o contenitori la prototipazione rapida può rivelarsi un ottimo alleato.

Negli ultimi anni la prototipazione rapida si è estesa anche all’ambito medicale per la realizzazione di protesi, implantologia e ricostruzioni 3D ad uso di chirurghi nella preparazione all’operazione.

Le prime casistiche riguardano speciali evoluzioni delle tecnologie additive che utilizzano materiali biocompatibili con scarse possibilità di rigetto impiegate con successo ad esempio presso l’Ospedale Rizzoli di Bologna. Le ricostruzioni 3D richieste dai chirurghi per studiare al meglio le coordinate degli elementi da rimuovere sono utili per ridurre i rischi durante l’operazione e determinare un decorso post-operatorio al paziente.

Esempi pratici di prototipi 3d

Maggiori info sui nostri servizi?

Vuoi ricevere maggiori dettagli sui nostri servizi o i materiali a nostra disposizione? Saremo lieti di offrirti tutto il nostro supporto, puoi scriverci su info@coesum.com oppure contattarci telefonicamente allo 0871 250230.

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