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Dal modello 3D al pezzo finito
Oggi, le piattaforme di produzione digitale rendono più semplice che mai trasformare un’idea digitale in un componente tangibile. Ma come funziona esattamente il processo dal modello 3D al componente finito? In questo articolo ti mostriamo il processo – dalla preparazione dei dati e produzione fino alla post-elaborazione e consegna. In particolare, vedremo come il marketplace PROTIQ rende questo processo efficiente.
Passo 1: Creare o procurarsi un modello 3D
Tutto inizia con un modello 3D (modello CAD) del componente desiderato. Senza dati 3D digitali non può esserci stampa 3D – è la base dell’intero processo di produzione additiva. Ci sono diversi modi per ottenere un modello di questo tipo:
Progettarlo da soli: Puoi utilizzare software CAD comuni, generatori online o persino la scansione 3D per creare i tuoi modelli. È fondamentale che il modello venga esportato come file stampabile (i formati tipici includono STL, OBJ o STEP). Questi formati descrivono l’oggetto 3D in modo che le stampanti 3D possano leggerlo.
Assumere un designer: Se non hai esperienza con il CAD, puoi assumere un designer. Molti fornitori di servizi (incluso PROTIQ stesso) offrono la creazione dei dati come servizio per trasformare un’idea o un disegno in un modello 3D stampabile.
Utilizzare modelli 3D esistenti: Esistono librerie e community online dove puoi scaricare modelli 3D già pronti. Componenti, prototipi o pezzi di ricambio sono spesso disponibili come file. È importante verificare le condizioni di licenza e assicurarsi che il modello soddisfi i requisiti (dimensioni corrette, nessun errore nella geometria).
Se hai un modello 3D disponibile, è consigliabile controllarlo nuovamente per evitare problemi durante la stampa. Molti portali di upload effettuano anche un controllo automatico dei dati non appena carichi il file.
Passo 2: Caricare i dati 3D e ricevere un preventivo
Il marketplace PROTIQ ti offre due opzioni per ottenere un preventivo:
Opzione A: Upload diretto e preventivo immediato
L’upload diretto con calcolo immediato del prezzo è adatto per progetti semplici o pezzi singoli. Puoi configurare il file CAD caricato direttamente sulla piattaforma: seleziona il materiale, il processo di produzione e il fornitore desiderato. Puoi vedere i prezzi per le varie opzioni direttamente nel configuratore. Questo ti consente di confrontare in tempo reale come materiali o quantità diverse influenzano il prezzo e i tempi di consegna, ad esempio. Una volta fatta la scelta giusta, puoi inserire il componente nel carrello e ordinarlo direttamente. L’ordine tramite la piattaforma online richiede solo pochi minuti ed è gestito completamente in digitale.
Opzione B: Gara d’appalto per ordini complessi
Per progetti più complessi – come la produzione in serie, componenti più grandi o requisiti speciali – PROTIQ offre la funzione di gara. Qui puoi inserire una richiesta dettagliata in cui specifichi i requisiti, il materiale desiderato, il processo, la quantità e altri parametri. Invece di un prezzo immediato, riceverai offerte dai fornitori del marketplace dopo un po’ di tempo, che potrai visualizzare e confrontare nel tuo account. Una gara dura solitamente alcuni giorni (sei tu a impostare la scadenza). Alla fine, selezioni l’offerta migliore e ordini dal fornitore corrispondente. Questo principio ha il vantaggio di ricevere offerte personalizzate per progetti complessi e di poter scegliere tra una gamma di specialisti. Risparmia tempo, poiché non devi contattare singolarmente diversi fornitori – una richiesta, molte offerte.
In entrambi i casi – sia preventivo immediato che gara – una volta commissionato il lavoro, si passa alla fase successiva: la produzione.
Passo 3: Preparazione alla stampa da parte di personale specializzato
Prima che inizi la stampa 3D vera e propria, i dati caricati vengono controllati per la fattibilità e ottimizzati per la produzione. A seconda del processo, del materiale e della geometria del componente, possono essere necessari vari passaggi.
PROTIQ verifica innanzitutto se il modello è stampabile – ad esempio, se tutte le pareti sono abbastanza spesse o se la geometria presenta problemi potenziali. Spesso piccoli errori possono essere corretti automaticamente. Il passo successivo è determinare come posizionare il componente nella stampante, se e dove sono necessarie strutture di supporto (nel caso di SLM) e quali parametri di stampa utilizzare. Nel caso di parti in plastica nel processo SLS, più componenti possono essere disposti insieme nello spazio di costruzione per sfruttare al meglio lo spazio disponibile.
Infine, viene effettuato un controllo finale: i dati vengono preparati per la stampa, suddivisi in strati e trasferiti alla macchina. Il processo di produzione vero e proprio inizia solo quando tutto è corretto.
Passo 4: Produzione del componente
Ora inizia il processo di produzione vero e proprio. Sul marketplace PROTIQ sono disponibili diversi processi, ma qui ci concentriamo su due processi comuni utilizzati anche da PROTIQ: sinterizzazione laser selettiva (SLS) per parti in plastica e fusione laser selettiva (SLM) per parti in metallo. Entrambi sono processi a letto di polvere in cui il materiale in polvere viene lavorato strato per strato.
Stampa SLS (plastica): Nella stampante SLS, uno strato sottile di polvere di plastica viene applicato su una piattaforma di costruzione. Un raggio laser traccia poi i contorni specificati dal modello CAD e fonde selettivamente la polvere nei punti definiti. Questo crea la forma del componente nel letto di polvere strato dopo strato. Dopo ogni strato, la piattaforma si abbassa leggermente, viene applicata nuova polvere e fusa dal laser – fino a quando il componente è completamente costruito. La polvere non sinterizzata circostante sostiene la struttura, consentendo di stampare geometrie complesse o sottosquadri senza strutture di supporto aggiuntive. Durante l’intero processo, la macchina mantiene la temperatura della polvere appena sotto il punto di fusione per evitare tensioni e ridurre il consumo di energia del laser. Una stampa SLS può durare da poche ore a più di un giorno, a seconda dell’altezza del componente e del riempimento dello spazio di costruzione. I sistemi moderni consentono di produrre in modo molto efficiente durante la notte o nel fine settimana.
Stampa SLM (metallo): Il principio della fusione laser selettiva è simile, ma con polvere metallica e alcuni requisiti aggiuntivi. Uno strato sottile di polvere metallica (ad esempio alluminio, acciaio, ecc.) viene applicato sulla piattaforma di costruzione, quindi un laser ad alta potenza fonde la polvere con precisione secondo i dati CAD, creando uno strato solido iniziale della struttura metallica. Il componente metallico cresce strato dopo strato. Poiché i metalli possono ridursi notevolmente durante il raffreddamento e accumulare tensioni interne, vengono stampate anche strutture di supporto sotto forma di puntoni per mantenere il componente sulla piattaforma e prevenire deformazioni. Questi supporti sono realizzati dello stesso materiale e devono sostenere il componente fino al completamento della stampa e al raffreddamento del materiale. L’SLM funziona in atmosfera di gas inerte perché la polvere metallica potrebbe reagire con l’ossigeno alle alte temperature. Dopo ogni strato, viene distribuita nuova polvere metallica e il processo si ripete. L’SLM è un processo relativamente lento, ma può produrre parti metalliche ad alta resistenza e quasi finite direttamente dai dati 3D – un grande vantaggio rispetto ai metodi convenzionali.
Passo 5: Post-elaborazione – dal grezzo al componente finito
Dopo la stampa, i componenti vengono prima rimossi dalla macchina: immersi nella polvere in eccesso nell’SLS (cake di polvere), fissati alla piastra di costruzione nell’SLM e circondati da polvere metallica sciolta. Ora inizia la post-elaborazione per trasformare questi pezzi grezzi in un prodotto pronto all’uso.
Disimballaggio e pulizia: Innanzitutto, i pezzi stampati vengono disimballati. Con l’SLS, ciò significa rimuovere la piattaforma di costruzione con la polvere e separare con cura il componente dalla polvere. La polvere in eccesso viene spazzolata o soffiata con aria compressa fino a quando il pezzo è pulito. La polvere non sinterizzata viene raccolta e può essere setacciata e riutilizzata per stampe future.
Nell’SLM, l’intera piastra di costruzione viene rimossa dalla macchina. Anche la polvere sciolta viene rimossa (spesso tramite aspirazione). Ora puoi vedere il pezzo metallico grezzo, ancora fissato alla piastra con le sue strutture di supporto.
Separazione e rimozione dei supporti: Il passo successivo è staccare il componente SLM dalla piastra di costruzione. A seconda delle dimensioni e del materiale, ciò avviene tramite segatura, rottura o taglio a filo. I puntoni di supporto aderenti devono essere rimossi manualmente – di solito vengono fresati, tagliati o spezzati con un utensile. Rimangono piccoli segni sulla superficie dove erano i supporti. Questi possono essere levigati se necessario.
Trattamento superficiale standard: Sia le parti in plastica che quelle in metallo ricevono solitamente una semplice post-elaborazione per renderle pronte all’uso. Le parti in plastica realizzate con SLS vengono spesso sabbiate dopo la rimozione della polvere (ad esempio con microsfere di vetro) per eliminare eventuali residui di polvere e ottenere una superficie uniforme. Le parti metalliche realizzate con SLM vengono sabbiate o lavorate (ad esempio fresando le superfici di accoppiamento) a seconda delle esigenze.
Tutti i componenti – sia in plastica che in metallo – vengono poi sottoposti a controllo qualità (ispezione dimensionale, visiva, test meccanici se necessario) per garantire che soddisfino le specifiche del cliente.
Finitura opzionale: A seconda delle richieste del cliente, ora è possibile eseguire la finitura. Ci sono numerose opzioni, come levigatura e lucidatura (tramite molatura, burattatura per le parti SLS), colorazione o rivestimento (le parti SLS in PA12 possono essere colorate in vasche di tintura; le parti metalliche possono essere verniciate o anodizzate) e altro. Questi passaggi sono opzionali e vengono utilizzati quando è necessario migliorare la superficie, l’aspetto o proprietà speciali. Alla fine della post-elaborazione, hai un componente finito che corrisponde esattamente al tuo modello 3D e ai requisiti dell’ordine. È stato costruito strato dopo strato e poi trattato per essere pronto all’uso.
Passo 6: Spedizione e consegna
Una volta completato e testato il componente, viene imballato e preparato per la spedizione. La maggior parte dei nostri fornitori, incluso PROTIQ, spedisce in tutto il mondo. Quando arriva, di solito basta disimballare il componente. È pronto per l’uso immediato (salvo accordi diversi, lo riceverai pulito e, se necessario, rifinito come ordinato). Nel caso in cui qualcosa vada storto, i team di supporto e assistenza sono pronti a risolvere eventuali problemi.
Il percorso dal modello 3D digitale al componente stampato è un processo a più fasi – ma piattaforme moderne come il marketplace PROTIQ lo rendono semplice ed efficiente. Crei o procuri un modello 3D, lo carichi, selezioni il processo/materiale giusto e ricevi il tuo pezzo nel più breve tempo possibile.
Il controllo dei dati, la stampa e la post-elaborazione avvengono in sinergia in background per garantire alta qualità. La produzione additiva consente di realizzare componenti direttamente dai dati 3D strato dopo strato, senza utensili e con grande libertà di progettazione. Questo processo si è dimostrato valido dal prototipo alla produzione in serie.
Per te come cliente, questo significa: minimo sforzo con la massima flessibilità. Benefici dell’esperienza dei fornitori, senza dover gestire un impianto produttivo e ricevendo comunque componenti precisi e di alta qualità. Che si tratti di un singolo pezzo di ricambio in plastica o di un componente metallico complesso in piccola serie, il processo rimane altrettanto semplice.
Sei interessato a realizzare il tuo progetto di stampa 3D? Puoi iniziare subito sul PROTIQ Marketplace: carica il tuo file 3D, confronta le offerte e trasforma rapidamente il componente desiderato in realtà.
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I tuoi file 3D sono già pronti?
In questo caso è sufficiente caricarli. Tutti i file vengono controllati automaticamente e ottimizzati per la stampa.
Hai delle domande?
Saremo lieti di offrirti una consulenza personalizzata per il tuo progetto 3D.
