Le diverse Tecnologie di Prototipazione Rapida permettono di fabbricare parti e prodotti senza limitazioni, grazie anche all'ampio range di materiali disponibili sul mercato che consentono il superamento delle tecnologie convenzionali di “manifattura sottrattiva”.

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Ultrafuse^® 17-4 PH è il filamento metallico a marchio BASF che si aggiunge al filamento Ultrafuse^® 316L, il quale già ad inizio dello scorso anno ha reso accessibile a chiunque la stampa 3D del Metallo.

Deceraggio e sinterizzazione di parti stampate in acciaio 316L e 17-4 PH

La Stampa 3D di Filamenti Metallici si interpone nel già collaudato processo di Metal Injection Molding (MIM).
Il MIM utilizza polveri selezionate di metalli mescolate a polimeri leganti (binders) fino a formare un unico impasto chiamato feedstock (catamold).

Il catamold viene iniettato in uno stampo allo scopo di ottenere la forma voluta che viene chiamata “green part”.

La Green Part però può essere ottenuta non solo con macchinari costosi come lo stampo per l’Injection Molding ma anche utilizzando un filamento metallico come ad esempio BASF Ultrafuse 316L, l’acciaio inossidabile austenitico più comune, o BASF Ultrafuse 17-4PH, acciaio inossidabile ad elevata resistenza alla corrosione, estrudendo il filamento con una stampante 3D FFF.

L’Ultrafuse 316L è stato profilato da BASF sulla stampante 3D Ultimaker S5, dotata di un apposito Print Core ideale per la stampa dei materiali abrasivi come i filamenti metallici, ma può essere stampato su ogni stampante dotata di estrusore che raggiunga i 240°C e piano di stampa 90°C.

Trattamento termico-chimico di deceraggio e sinterizzazione

Dopo il deceraggio (debinding), trattamento di separazione dei polimeri dal metallo, avviene la sinterizzazione (sintering) in atmosfera controllata ad una temperatura inferiore a quella di fusione.

Dopo la sinterizzazione la densità ottenuta garantirà equivalenti caratteristiche meccaniche di particolari microfusi in cera persa o realizzati in MIM.
Come si nota dall’immagine, il modello STL, in fase di slicing, dovrà essere scalato per compensare i ritiri.
Perciò potremo settare sul software CAM di slicing su X e Y +119,98% (316L) o +120% (17-4 PH) e su Z +126,01.

I TRE SERVIZI OFFERTI DA FASTPARTS:

• Stampa 3D in Ultrafuse 316L/17-4 PH + Trattamenti di Debinding e Sinterizzazione, tramite l'invio del file STL/STEP del componente da stampare
• Trattamenti di Debinding e Sinterizzazione, tramite l'invio del componente già stampato.
• Guida al design ottimizzato per i trattamenti di Debinding e Sinterizzazione.

Guida al design dei componenti da stampare in 316L

Le dimensioni del pezzo influenzano la stabilità del componente durante i processi di D&S.
Il fattore limitante è il carico dovuto alla forza di gravità.

Fino a 100 mm per ogni lato il risultato è assicurato!

Per evitare il collasso strutturale l'altezza non deve superare più di 3 volte lo spessore della base e il minimo spessore pareti non deve essere inferiore a 8 decimi di millimetro (c = 0.8mm).

Per evitare che i fori si occludano durante la sinterizzazione è importante osservare che il gap tra 2 parti sia sempre superiore a 0,7 mm.

Per i fori stampati in verticale, oltre gli 8 mm di diametro occorrerà inserire i supporti.

NOTE: in caso di invio pezzi già stampati a FastParts, questi dovranno includere anche i supporti stampati con lo stesso materiale metallico usato per la stampa. I supporti non vanno rimossi!

PARAMETRI DI STAMPA

• Temperatura di Estrusione 240-250°C
• Temperatura Piano 90-120°C
• Camera Chiusa (se disponibile) e Raffreddamento Spento
• Altezza Layer Consigliata < 0,15mm per avere gap piccoli tra i Layer

PERCHÈ SCEGLIERE QUESTA TECNOLOGIA?

• Bassi Costi di Investimento
• Materiale stampabile su qualsiasi stampante FFF
• Semplice Gestione dei Materiali
• Utilizzo Filamento e non Polveri
• Servizi di Post-Processing Affidabili
• Deceraggio e Sinterizzazione

PREVENTIVO DEBINDING & SINTERING

La tecnologia di stampa 3D a filamento (FFF) prevede alcuni criteri di design, da seguire per non incorrere in problemi in fase di stampa. Discutiamo nel dettaglio alcune delle regole del DfAM (Design for Additive Manufacturing).

La tecnologia di stampa a filamento, anche nota come FFF (Fused Filament Fabrication), permette ad un filamento plastico di passare attraverso un estrusore che, portato ad alta temperatura, rende il materiale fluido e lo deposita sul piano di stampa secondo uno schema di linee che costituiscono gli strati (layer) che vengono sovrapposti ai precedenti.

L’attuale "must" per questa tecnologia è il doppio estrusore che permette di combinare materiali tecnici o un materiale tecnico con un materiale di supporto idrosolubile per una facile rimozione in acqua degli stessi supporti.

Applicazioni comuni:

• Prototipi Funzionali per test di forma e funzionalità.
• Prototipi Estetici.
• Produzione a basso volume di parti ad uso finale.

Scegli il materiale più adatto

La fotopolimerizzazione è un processo basato su una reazione fotochimica, ottenuta mediante l’induzione di energia emessa da sorgenti di radiazione elettromagnetica.

La reazione chimica fa in modo che un materiale liquido diventi solido, attraverso un "processo di indurimento" (curing). Prendiamo un materiale liquido, lo esponiamo alla luce, e questo diventa solido. Ciò che varia è il tipo e la fonte di luce che utilizziamo, nonché il modo in cui guidiamo questa luce a illuminare e indurire il materiale liquido.

SLA

La stereolitografia, nota anche come SLA, si basa sulla fotopolimerizzazione di resine fotosensibili tramite un laser a bassa potenza, una vasca con la resina da solidificare e una racla per la rimozione della resina in eccesso.
Il laser solidifica la resina in funzione della sezione del pezzo da realizzare, si alza la piattaforma sulla quale è vincolato il pezzo in costruzione, la racla elimina la resina in eccesso e si riparte con una successiva sezione da solidificare.
Questo procedimento viene ripetuto fino a pezzo ultimato.

LCD

Altra tecnologia che sfrutta la fotopolimerizzazione di resine attraverso l’attivazione/disattivazione di pixel per polimerizzare il layer è la  tecnologia LCD (Liquid Crystal Display).
Gli schermi LCD ultra 4k offrono vantaggi in riferimento alla velocità di stampa (superiore rispetto alla tecnologia SLA), e anche in termini di qualità di stampa, poichè permettono di stampare su grandi volumi ad una frazione di costo rispetto ad altre tecnologie 3D.

Supponendo, ad esempio, di voler stampare uno o più oggetti che entrano in un piano di stampa di una stampante LCD, in entrambi i casi, posizionando l'oggetto con la stessa orientazione e utilizzando gli stessi parametri di stampa, il tempo di stampa non cambia.

Con questa tecnologia è perciò opportuno sfruttare il piano di stampa al massimo della capienza, per abbattere il costo del singolo componente.

DLP

La tecnologia DLP (Digital Light Processing) si basa invece sull'utilizzo di proiettori, per una modulazione della luce spaziale ad alta velocità, efficiente e affidabile.
Per intenderci utilizziamo un proiettore digitale per proiettare una singola immagine di ogni layer dell’oggetto 3D.

In questa tecnologia, la risoluzione sul piano XY dipende dalla dimensione dei pixel. Quindi, maggiore è la risoluzione nativa del proiettore, maggiore è la risoluzione del livello proiettato.

Tuttavia, anche la distanza focale tra la lampada del proiettore e l'area di stampa è importante. Più ci allontaniamo, più l'area di stampa diventa grande, ma anche i suoi pixel. Questo è il motivo per cui nelle stampanti 3D DLP si tende ad avere piccole aree di stampa a differenza della tecnologia LCD.

Post-Processing

Al termine della stampa, per tutte e tre le tecnologie, vengono rimossi i supporti necessari. Le parti ottenute sono  "green parts" e come tale necessitano di un'ultima fase di curing, che consiste nel metterle in un forno UV che garantisce la totale solidificazione della resina intrappolata o rimasta liquida durante la stampa.

Applicazioni comuni:

• Particolari estremamente dettagliati
• Geometrie complesse
• Modelli per test di accoppiamenti o verifiche dimensionali

Scegli la resina più adatta

Per celebrare il 20° anniversario del suo più grande impianto di ricerca di veicoli al di fuori della Germania, il Gruppo Volkswagen ha presentato un VW minivan vintage retrofittato con alcune delle tecnologie all'avanguardia che ritengono significative per il futuro del settore.

Un materiale composito è una combinazione di due o più materiali semplici, al fine di sfruttare le qualità dei costituenti e di migliorarne le caratteristiche meccaniche.

Si combinano fibre e matrice: la MATRICE funge da legante e da supporto (negli sforzi di compressione) e le FIBRE agiscono da rinforzo (negli sforzi di trazione).

Metal Fused Filament Fabrication è ad oggi la tecnologia più semplice, e soprattutto accessibile, per produrre vere parti in metallo.

Ha lo scopo di realizzare parti funzionali Full Metal, sulle quali è possibile effettuare tutti i trattamenti di finitura superficiale, trattamenti termici ed eventuali post lavorazioni per asportazione di truciolo, come la rettifica.

La stampa 3D di filamenti metallici si interpone nel già collaudato processo di Metal Injection Molding (MIM), e consta di 3 fasi principali:

• Stampa 3D a filamento
• Debinding
• Sintering

Scopri di più sul processo

White Paper

METAL FFF - vantaggi della tecnologia e regole di progettazione

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La nuova tecnologia sviluppata da HP spinge la stampa 3D verso tempi brevi di consegna, bassa porosità e qualità superficiale eccellente, per prototipi funzionali e piccole serie.

Paragonabile alla tecnologia SLS per i costi di investimento e per il materiale utilizzato (Nylon 12), si basa sul lavoro di due agenti chimici: un agente di fusione che fornisce l’energia e un agente di dettaglio che definisce i particolari della geometria.

Una nostra recente indagine ha evidenziato la crescente richiesta di polimeri ad elevate prestazioni, per applicazioni sempre più specifiche.

Mentre la quasi totalità delle richieste fa riferimento a tecnopolimeri standard o rinforzati, lavorabili dalla maggior parte delle stampanti desktop FDM professionali presenti sul mercato, cresce anche l’interesse per i polimeri ad elevate prestazioni che dovrebbero operare in situazioni critiche (alte temperature, radiazioni, stress elevati).

Il PPS è sinonimo di stabilità termica, stabilità dimensionale, resistenza chimica e autoestinguenza in caso di contatto con fiamme.

"Il miglior compromesso tra performance elevate, bassi costi e facilità di stampa."

Ricottura delle plastiche (Annealing)

L'Annealing è un metodo di post-produzione applicabile a diverse tipologie di materiali termoplastici. Con questo processo è possibile registrare un miglioramento delle proprietà del materiale sia dal punto di vista termico che meccanico.

Poniamo il focus sui PLA2 (termoplastici della famiglia dei PLA, additivati per resistere ad alte temperature se trattati termicamente) e sul PEEK.

La resistenza al calore del PLA (Acido Polilattico) è bassa, praticamente la più bassa di qualsiasi altro polimero termoplastico stampabile in 3D. Il PLA HT Fabbrix e il PRO1 BASF sono due particolari materiali a base PLA, stampabili con gli stessi parametri del comune acido polilattico, ma additivati per resistere a temperature molto alte (PLA2).

Per stabilire quali siano le temperature ed i tempi ottimali per una completa ricottura dei due materiali, sono stati eseguiti diversi test su provini di diverse dimensioni e riempimenti.

I risultati sono riassunti in queste tabelle:

Resistenza al calore

Deformazioni post-trattamento

Per evitare un eccessivo rammollimento del materiale è consigliato inserire il manufatto in un forno già in temperatura, evitando quindi eventuali rampe termiche.

Come limitare le deformazioni?

A causa delle autotensioni che si generano durante il processo di stampa, i pezzi sottoposti all'annealing potrebbero subire deformazioni. Per limitarle il più possibile si può inserire il pezzo in un contenitore idoneo e riempirlo di sabbia.

La pressione della sabbia impedirà al pezzo di deformarsi e sorreggerà eventuali pareti sottili o sporgenze. Il potere isolante della sabbia, raddoppierà i tempi di permanenza in forno del componente da trattare.

Qualora non si disponga di questi elementi occorrerà compensare nella fase di slicing dell'oggetto il ritiro del materiale, come indicato nelle tabelle.

Dato che le condizioni di stampa influenzano le caratteristiche termiche del pezzo, è fortemente consigliato fare un test su un provino cubico misurandone le dimensioni prima e dopo il processo: facendo un rapporto tra le dimensioni si otterrà, per ciascuna di esse, un parametro che dovrà essere utilizzato come moltiplicatore dimensionale nello slicer, prima della stampa.

NOTE: consigliamo vivamente di non provare mai la ricottura in un forno a gas, in quanto le fiamme potrebbero fondere o dare fuoco all'oggetto. La ricottura deve essere eseguita in un forno elettrico. Una volta che il forno è a temperatura, posizionare le parti e lasciarle internamente per il tempo indicato senza aprire la porta del forno durante l'annealing.

Come per i PLA2, anche il termoplastico semicristallino PEEK permette di essere trattato termicamente.
In questo caso però l’obiettivo è diverso, ovvero quello di eliminare tensioni interne dovute al ritiro della parte durante la stampa e migliorare la stabilità dimensionale se sul pezzo devono essere eseguite successive lavorazioni meccaniche.

La procedura di ricottura del PEEK, testata su PEEK Intamsys, consiste in 4 fasi:

1. Inserire la parte in forno e riscaldare fino a 150°C e mantenere la temperatura per 30 minuti.
2. Riscaldare il forno a 200°C e mantenere costante la temperatura di ricottura per un tempo che dipende dallo spessore delle pareti del componente trattato. Indicativamente considerare 1 ora per ogni millimetro di spessore delle pareti.
3. Far raffreddare il componente a fino a 150°C scendendo di circa 10°C all’ora per evitare la formazione di tensioni residue.
4. Mantenere la temperatura di 150°C per 30 minuti e al termine spegnere il forno.

Per informazioni sui forni utilizzabili per la Ricottura delle Plastiche, contattaci.

Progettare "per la stampa 3D" richiede competenze specifiche nel settore. La progettazione CAD tradizionale spesso non è sufficiente, o necessita di alcuni accorgimenti utili alla corretta finalizzazione del disegno.

Bisogna imparare a prevenire gli errori della fase di stampa, prestando attenzione a superfici, angoli, sbalzi e dettagli progettuali.

Una conoscenza approfondita delle tecnologie di produzione additiva consente di ridurre tempi e costi, già nelle prime fasi della progettazione.

Co-Design

Il Co-Design è una metodologia di progettazione partecipativa e collaborativa che ci permette di accompagnare le aziende con cui ci interfacciamo nelle diverse fasi del ciclo di sviluppo sia del prototipo che del prodotto funzionale.

Il nostro team di Ricerca & Sviluppo, con un personale tecnico altamente qualificato, si avvale della tecnologia più innovativa per dare forma alle idee. Utilizziamo la gamma di prodotti Siemens e Autodesk: SolidEdge per lo sviluppo di forme complesse e analisi sul trasferimento di calore, Fusion 360 per la modellazione 3D e generative design.

I settori in cui operiamo spaziano dall'automotive all'elettronica, dalla calzatura tecnica all'attrezzatura sportiva, dal biomedicale al settore dell’arredamento.

FastParts impiega un'ampia gamma di polimeri termoplastici e resine, la cui selezione costituisce una fase cruciale nello sviluppo del progetto.

Design Generativo

Vantaggi del design generativo

Esplora una vasta gamma di opzioni progettuali

Nello stesso tempo in cui concepisci un'idea, un computer ne genera migliaia, con dei dati che dimostrano quali sono i progetti migliori.

Rende possibili i progetti impossibili

Il design generativo consente di creare forme complesse e reticoli interni ottimizzati. Alcune di queste forme sono impossibili da realizzare con i metodi di produzione tradizionali. Al contrario, sono possibili utilizzando i nuovi metodi di produzione additiva.

Ottimizza in base ai materiali e ai metodi di produzione

Stabilisci obiettivi e parametri e il software creerà opzioni di progetto ad alte prestazioni in base a tali vincoli. Il software risolve i possibili conflitti tra questi vincoli, in modo da poterti concentrare sull'innovazione.

Aerospace e automotive, architettura e costruzioni, macchinari industriali...

Il design generativo esce dal laboratorio per essere utilizzato sul campo.

Dal progetto CAD al Reverse Engineering, dalla modellazione 3D alla stampa 3D, passando per il Design Generativo, i nostri consulenti vi guideranno nella scelta delle soluzioni più adatte, e soprattutto convenienti, per ciascun settore.

Affianchiamo aziende e professionisti nella realizzazione di disegni e modelli, secondo le specifiche indicate e in base al metodo di produzione scelto.

Compila il form sottostante indicando la tipologia di servizio richiesto, e verrai ricontattato al più presto dai nostri progettisti.

Scansione 3D e Reverse Engineering

FastParts effettua un servizio di scansione 3D professionale, in grado di ricostruire modello, texture e colore dell’oggetto desiderato.
Il file ottenuto dalla scansione 3D potrà essere fornito nei più comuni formati (STL, OBJ, etc) o direttamente stampato in 3D, in base alla richiesta e alla fattibilità.

Con il processo di Reverse Engineering è possibile analizzare e ricostruire un prodotto del quale non si possiedono i progetti originali o i file di modellazione tridimensionale.

Il Reverse Engineering permette di studiare e personalizzare un oggetto esistente, per migliorarne aspetto e funzionalità.

Maggiori informazioni

La Sinterizzazione Selettiva con Laser o SLS (Selective Laser Sintering) è una tecnologia di produzione additiva che impiega un raggio laser per sinterizzare delle particelle di polvere che possono essere a base polimerica o composita.

Tra i materiali a disposizione: PA12, PA11, TPE, TPU e PP.

Post-processing:

Rimozione della polvere non sinterizzata dal modello e sabbiatura.

Vantaggi:

• Stampa 3D senza strutture di supporto
• Geometrie complesse
• Modelli e parti mobili

Scegli la polvere più adatta

TPA Brianza progetta e realizza impianti industriali speciali ad alta tecnologia. I loro macchinari sono impiegati in molteplici applicazioni, ad esempio sistemi e apparecchiature per la realizzazione di statori e rotori di turbine, linee di avvolgimento e attrezzature di assemblaggio di superconduttori, stampa digitale su tessuto e impianti di saldatura.