Da quando Chuck Hull brevettò la macchina basata sulla tecnologia stereolitografica nel 1983, la stampa 3D ha fatto passi da giganti e oggi aziende come Nike, Ford, Boeing, Toyota e la Nasa utilizzano questa tecnologia per produrre componenti leggeri e complessi in pochissimo tempo.
Boeing, Toyota e Medtronic hanno stampato in 3D oltre 100.000 visiere in soli due mesi per sopperire alla mancanza di fornitori durante l’emergenza Covid- 19.
Ford ha ben 90 stampanti in vari dei suoi stabilimenti e ha deciso di destinare 4,5 miliardi di dollari all’industria manifatturiera avanzata.
Gli ultimi eventi mondiali hanno accelerato la diffusione dei metodi additivi, portando la tecnologia a diventare sempre più di uso comune.
Se qualche anno fa la stampa 3D veniva utilizzata principalmente dall’aeronautica (GE, Aerobus, Boeing) e dalla Nasa per fare ricerca e sperimentazioni, sempre di più questa tecnologia sta entrando nelle aziende manifatturiere per la produzione di componenti di ricambio e prototipi.
A cosa servirà, dunque, una stampante 3D per metalli nella tua filiera meccanica? Quali vantaggi otterrai?
Dovrai trasformare il tuo capannone e liberarti dei tuoi cari metodi tradizionali?
Ecco le 5 utilità che una stampante 3D avrà sulla tua produzione meccanica
1) Produci componenti leggeri e resistenti
Non solo l’aeronautica e la Nasa vogliono produrre componenti che siano leggeri per essere sparati nello spazio o in cielo; anche un imprenditore meccanico che deve installare i propri pezzi su un cinematismo meccanico ha bisogno che i componenti siano leggeri e resistenti.
La stampa 3D ti permette di avere entrambe le qualità.
Diversamente dall’asportazione truciolo dove, come indica anche il nome, devi asportare il materiale e svuotare manualmente il componente, perdendo ore e giorni di lavoro, con la stampa 3D il componente viene realizzato direttamente vuoto al suo interno.
Forse ti starai chiedendo: «Un componente vuoto non è più fragile rispetto a un componente pieno?»
I componenti stampati in 3D non sono vuoti all’interno, ma hanno un reticolo alveolare, simile agli alveari delle api, che mantiene il pezzo resistente.
La stampa 3D fa dei veri e propri miracoli perché sfrutta l’ottimizzazione topologica per posizionare il materiale solo nei punti strategici e mantenerne la solidità.
Mentre l’asportazione del materiale con la lavorazione tradizionale è fatta dall’uomo, quindi è imprecisa, il posizionamento del materiale all’interno del processo additivi è dovuto a dei calcoli matematici fatti dal software.
In questo caso è proprio vero che i “robot” sostituiranno le persone, dato che il tuo operatore farà libero di portare a termine altre commesse, mentre la stampante 3D produce il componente al posto suo.
Con una stampante 3D i tuoi operatori saranno più produttivi, potranno occuparsi di più commesse alla volta e potrai aumentare i margini della produzione, risparmiando tempo
2) Produci geometrie impossibili e sorpassi la tua concorrenza
E se ti dicessi che puoi anticipare i tempi e armarti di una tecnologia che ti permette di fare ciò che per i tuoi competitor è impossibile?
I tuoi concorrenti non potranno mai realizzare i componenti complessi con i metodi tradizionali mentre tu, grazie alla stampa 3D, avrai un vantaggio competitivo che porterà la tua azienda nel ventiduesimo secolo.
Cosa sono le geometrie impossibili?
Sono tutti quei componenti che hanno traiettorie multidirezionali, curve, vuoti al loro interno o che si incastrano con altri pezzi come un sistema refrigerante o le matriosche.
È una geometria impossibile anche un componente composto da più parti e codici: mentre con i metodi tradizionali dovrai utilizzare molte viti e fare più passaggi, con una stampante 3D puoi produrre il componente già assemblato.
Alla fine dell’articolo potrai scaricare gratuitamente un caso studio per vedere un esempio di geometria impossibile stampata in 3D.
3) Snellisci il flusso produttivo
Niente passaggi intermedi, niente viti o multicodici:
la stampa 3D ti permette di produrre il tuo componente già assemblato
Potrai produrre i tuoi componenti in uno o due passaggi produttivi, se consideri anche i lavori di post-produzione.
Non solo, la stampa 3D ti permette di produrre i tuoi componenti al momento del bisogno, ovvero on demand.
Invece di aspettare il fornitore interi giorni, rischiando di fermare la tua produzione, ti basterà mettere in funziona la tua stampante 3D e produrre il componente che ti serve d’emergenza.
I ritardi dei fornitori, come i lunghi passaggi produttivi dei metodi tradizionali, appesantiscono la produzione e rischiano di farti perdere soldi e clienti, soprattutto nei periodi di crisi come il lockdown.
4) Produci componenti meccanici
Questo beneficio è veritiero, ma non per tutte le stampanti 3D per metalli.
L’additive è una tecnologia che si è sviluppata nelle Big Company per fare ricerche su prototipi e pezzi di ricambio maggiormente per velivoli.
Le aziende di additive manufacturing dei marchi più famosi, quindi, hanno ingegnerizzato le proprie stampanti 3D per soddisfare i bisogni di quel settore.
Come puoi immaginare, le caratteristiche di un componente che verrà destinato a un motore per la Nasa non sono le stesse caratteristiche che cerca un imprenditore per i propri componenti meccanici.
Non solo: i prezzi delle stampanti e, soprattutto, la loro manutenzione e gestione sono pensate per una Big Company che spende milioni all’anno solo nella ricerca.
La pulizia delle stampanti 3D multimateriali è costosa e richiede almeno due giorni di fermo macchina, perché i tubi devono essere sterilizzati o si rischiano gravi contaminazioni fra polveri reattive e polveri come l’acciaio inox.
L’argon, utilizzato per neutralizzare le polveri reattive come il titanio o l’alluminio, è costoso e la sua manutenzione come le norme di sicurezza possono mettere a rischio la vita dei tuoi operatori e dissanguare la tua cassa aziendale.
Chiedi a un produttore di argon un preventivo e scoprirai di cosa sto parlando.
Il problema, quindi, è che puoi anche produrre i tuoi componenti meccanici con una stampante 3D multimateriale, ma non ti converrà a livello economico e non avrai la certezza di produrre componenti con le caratteristiche di cui hai bisogno, perché le stampanti generaliste sono state progettate per altri settori e utilizzi.
Nessuno tiene conto dell’applicazione finale, ecco perché da imprenditore meccanico non ho potuto produrre i miei pezzi con nessuna stampante 3D presente sul mercato e ho dovuto inventarne una: la prima stampante 3D, chiamata 3D4STEEL, che processa solo polveri d’acciaio, il materiale più utilizzato in ambito meccanico.
Ogni componente della stampante 3D4STEEL è stato progettato per realizzare componenti con finalità meccaniche
La spatola è stata ingegnerizzata per spostare più velocemente solo la polvere d’acciaio, calibrando la sua azione con il peso specifico della polvere.
La tramoggia, il setaccio e il recupero per gestire la polvere durante tutto il processo produttivo sono stati progettati considerando le dimensioni e le proprietà chimiche dell’acciaio.
Il circuito dei gas è stato ottimizzato per gli acciai. Inoltre, il gas utilizzato è l’azoto, più sicuro e gratis visto che lo prelevo dall’atmosfera con un generatore.
Anche se già sono soddisfatto di come è stata progettata la stampante 3D4STEEL, sono convinto che ogni stampante 3D deve essere personalizzata sui tipi di componenti che deve stampare, tenendo in considerazione l’utilizzo finale dei pezzi; per questo motivo personalizzo la stampante 3D4STEEL a seconda del cliente e delle sue necessità.
Non avrai mai la certezza che una stampante 3D produrrà i componenti esattamente come li vuoi tu, finché non la personalizzi secondo le tue esigenze.
5) Velocizzi la produzione e abbatti i costi grazie alla stampante 3D4STEEL
Questa è una promessa che posso farti con sicurezza e posso dartene anche una prova tramite un caso studio che puoi ricevere gratuitamente via email.
Scoprirai come una geometria impossibile viene prodotta prima con i metodi tradizionali e poi con la stampa 3D e potrai conoscerne le differenze: quale delle due è la tecnologia più veloce? E quale delle due è la più conveniente?
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Visionando il caso studio farai un piccolo passo verso il futuro dell’industria manifatturiera, un passo che molti non hanno ancora fatto soprattutto perché non ne hanno avuto la possibilità.
Questo, infatti, è il primo caso studio dove vengono comparati i metodi tradizionali alla lavorazione additiva.
Inoltre, è il primo caso studio dove viene stampato un componente per l’uso meccanico.
Anche se non ti costa nulla scaricare il caso studio, le piccole opportunità sono le porte che conducono a grandi imprese.
Al prossimo articolo.
Ivano Corsini
– “You can’t do today’s job with yesterday’s method and be in business tomorrow”.
P.S. Se vuoi diventare davvero un esperto di stampa 3D per metalli clicca il pulsante qui sotto e acquista la tua copia del libro CorSystem. Scoprirai tutti i dettagli del metodo innovativo per sfruttare la stampa 3D per metalli per accelerare il flusso produttivo meccanico e sconfiggere la concorrenza.
