Lo sviluppo dell’industria moderna ha creato nuove richieste di mercato legate all’ottimizzazione dei processi produttivi, essendo necessari tempi sempre più brevi di sviluppo per la commercializzazione dei prodotti.

A fronte di queste esigenze la tecnologia legata alla stampa 3D si è dimostrata una valida alternativa alle tecniche convenzionali, in quanto molto più conveniente in termini di tempo e costi; con risultati, legati allo sviluppo del prodotto, nettamente superiori.

Le aziende, nella loro corsa alla competitività, hanno dovuto far proprie le tecniche di “Rapid Prototyping” (Prototipazione rapida) e di “Rapid Tooling” (Attrezzaggio rapido).

La combinazione di queste due tecniche può ridurre i tempi produttivi e generare risparmi economici fino al 70%.

I dati di Context stimano che la vendita di stampanti 3D industriali e professionali crescerà del 16% nel corso del 2017.

1. Cos’è il Rapid Tooling?

La realizzazione di modelli prototipali è una fase particolarmente importante e delicata per le imprese produttive, consente infatti di verificare il risultato del prodotto e correggere eventuali problematiche. Le attrezzature di stampaggio, ossia i modelli prototipali, sono determinanti per un risultato ottimale della produzione.

Il Rapid Tooling è una tecnica che consente, in tempi molto più rapidi, di realizzare attrezzature per la creazione di prototipi come alternativa allo stampo di alluminio fresato. Un processo che combina le tecniche tradizionali di produzione con la prototipazione rapida.

Mentre la prototipazione rapida consente di realizzare un solo oggetto, Rapid Tooling consente la produzione in serie di un prototipo. Una preserie che dà la possibilità di sottoporre gli oggetti a test funzionali e a sollecitazioni reali per verificarne la fattibilità produttiva. I costi sono notevolmente inferiori e i tempi di realizzazione molto contenuti rispetto ai metodi classici.

Processi di produzione che fino a 10 anni fa impiegavano da 6 a 12 settimane per la realizzazione di un prodotto, oggi possono ridursi a 4/6 settimane.

Le tecniche di utilizzo del Rapid Tooling si distinguono in:

• Dirette, quando le attrezzature vengono costruite con macchine di prototipazione rapida.
• Indirette, quando la realizzazione dei prototipi combina i metodi tradizionali con la prototipazione rapida.

2. Dove trova applicazione?

Nel mercato attuale, la tecnica Rapid Tooling può essere impiegata da ogni azienda che cerca l’efficienza dei processi produttivi e un flusso di lavoro ottimizzato.

Grandi marchi automobilistici come Opel, utilizzano questa tecnica per la produzione di prototipi per l’assemblaggio di componenti per i loro modelli.

L’attrezzaggio rapido è inoltre ampiamente utilizzato nel campo dell’odontoiatria.

Seguendo i metodi tradizionali attraverso le impronte dentali, il dentista riproduce le arcate del paziente. Con il Rapid Tooling invece, si scannerizzano le arcate per creare uno stampo in silicone, lavoro che può risultare addirittura più accurato rispetto al metodo convenzionale.

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3. I vantaggi

I principali vantaggi riscontrati nella stampa 3D associata al Rapid Tooling si traducono in:

• Velocità di stampa. Il tempo di produzione è nettamente inferiore rispetto ai metodi tradizionali, riducendo l’intero processo ad un quinto del tempo impiegato finora.
• Costi più bassi. Meno del 5% dei costi tradizionali, grazie al riutilizzo degli scarti.
• Qualità superiore delle parti.
• Possibilità di personalizzazione, creando modelli modificabili in forma e geometria.
• Più precisione. Diventa molto più difficile sbagliare le misurazioni, in quando la stampa viene avviata con i dati dei disegni CAD.

4. Il processo di produzione

La durata del processo è di solito di poche ore. Una stampante in 3D legge i dati impostati in CAD in formato STL (Standard Triangulation Language) e li converte per la prototipazione 3D.

Il materiale liquido, in polvere, o in fogli, viene aggiunto sezione per sezione, creando così il prototipo. I vari layer sono poi uniti in modo automatico, dando quindi la forma finale delle parti.

5. Le macchine 3D sul mercato. La scelta HP

La tecnologia Multi Jet Fusion di HP è funzionale sia per la prototipazione rapida che per il Rapid tooling. Essa garantisce una produzione di modelli e parti finali con una velocità fino a 10 volte superiore rispetto alle stampanti concorrenti, riducendo al contempo i consumi e garantendo un riutilizzo del materiale di scarto pari all’80%.

Grazie alla possibilità di stampare le parti funzionali in voxel – un voxel è l’equivalente 3D del pixel 2D contente le informazioni volumetriche che daranno vita al prodotto attribuendogli le proprietà desiderate – HP rivoluziona la prototipazione e la produzione di parti finali.

Noti brand e partner strategici come Nike, Bmw, Siemens e Johnson & Johnson, hanno contribuito allo sviluppo delle nuove tecniche di stampa Multi Jet Fusion di HP.

Le macchine 3D di HP si inseriscono nel mercato come strumenti all’avanguardia a supporto della produzione, in grado di portare l’innovazione in ogni azienda – grazie ai molteplici settori ai quali si rivolgono – con importanti benefici in termini di costi, tempi di produzione e qualità dello stampato.