Per ottenere il massimo dalla produzione additiva è opportuno adottare un approccio innovativo nella progettazione. In Materialise riteniamo che l’ottimizzazione del progetto sia un processo costante e cruciale. Questo è particolarmente importante quando una parte passa dalle tradizionali tecniche di produzione alla stampa 3D, per la quale semplicemente non sono valide le stesse restrizioni. Nel caso di questa pinza a ventosa, il nostro team di progettazione e servizi di ingegneria ha accompagnato il progetto attraverso vari stadi di evoluzione, fino a ottenere una parte stampata in 3D che costava meno di un terzo dell’originale e con un quarto del suo peso, oltre a non avere bisogno di assemblaggio. Tutto ciò utilizzando lo stesso materiale: l’alluminio.

Ulteriori informazioni sulla stampa 3D in metallo

Dalla fresatura e dalla lavorazione meccanica…

Nell’immagine è raffigurata una pinza a ventosa, con i canali per l’aria interni visibili nella piastra anteriore. Quando questo progetto è arrivato sulla scrivania del team di progettazione Materialise, il cliente aveva già ottimizzato parzialmente la parte per la stampa 3D. Mentre la parte originale veniva in precedenza prodotta tramite fresatura seguita da lavorazione meccanica, un processo lungo ed estremamente laborioso, questo progetto era stato creato ad hoc per la stampa 3D in alluminio. Sarebbero poi stati assemblati manualmente una piastra d’acciaio, il tubo e il braccio di collegamento.

Il problema? Il progetto era costoso, a causa dell’utilizzo intensivo di materiale e della necessità di assemblaggio manuale. L’obiettivo principale del nostro team di progettazione era ridurre i costi. Un obiettivo secondario era migliorare la durata della pinza, poiché l’esperienza del cliente suggeriva che il posizionamento errato della parte causava con l’andare del tempo danni incrementali.

…alla stampa 3D in metallo

In termini generali, nella produzione additiva la complessità del design non causa un incremento dei costi. Il volume invece sì, a causa dell’utilizzo di materiale ad esso associato. Per questo, i progettisti Materialise hanno colto innanzitutto l’opportunità di sostituire lo spazio pieno della pinza con una versione più snella che richiedesse una quantità di materiale decisamente inferiore. Per ridurre la quantità di assemblaggio manuale necessaria, il team ha integrato nel progetto della pinza un tubo di connessione. I tubi integrati non solo riducono i costi ma eliminano anche i rischi di perdite.

Tuttavia, la parte poteva essere resa ancora più leggera e meno costosa. A parte il volume, un altro fattore di incremento dei costi nella stampa 3D in metallo è la struttura di supporto. Ogni sporgenza priva di supporto è soggetta al potenziale rischio di deformarsi durante o dopo la stampa, a causa della temperatura elevata alla quale la parte è sottoposta nella stampante 3D; i supporti, però, impiegano materiale di valore e determinano costi più elevati. Così, nelle due successive iterazioni del progetto, il team Materialise è giunto a individuare un design a imbuto e un orientamento della piattaforma di produzione in grado di ridurre drasticamente le strutture di supporto necessarie: il risultato? Una pinza a ventosa in alluminio che pesa solo 60 g anziché i 237 g originari.

E in quei 60 g è compreso anche un nuovo braccio di connessione, integrato nel design a ciclo di produzione singolo, che elimina la necessità di assemblaggio manuale. E fa ancora di più, in quanto assicura il corretto posizionamento della parte, eliminando la possibilità di errori umani, migliorando così la durata della pinza.

“Con la riduzione di volume e la funzionalità integrata, siamo riusciti a tagliare i costi del 70%, eliminando la necessità di assemblaggio. Con un design e una progettazione ragionati, siamo stati in grado di offrire al cliente una pinza a ventosa più performante e più veloce da produrre, a un prezzo decisamente più contenuto.”
Mathieu Cornelis, Account Manager, Materialise

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