Ricerca
Exact matches only
Search in title
Search in content
Search in excerpt
Search in comments
Filter by Custom Post Type
    WP_Post Object ( [ID] => 55159 [post_author] => 59 [post_date] => 2018-11-09 17:08:33 [post_date_gmt] => 2018-11-09 15:08:33 [post_content] => [post_title] => [post_excerpt] => [post_status] => publish [comment_status] => closed [ping_status] => closed [post_password] => [post_name] => 55159 [to_ping] => [pinged] => [post_modified] => 2018-11-30 22:30:06 [post_modified_gmt] => 2018-11-30 21:30:06 [post_content_filtered] => [post_parent] => 0 [guid] => https://www.3dz.it/?p=55159 [menu_order] => 1 [post_type] => nav_menu_item [post_mime_type] => [comment_count] => 0 [filter] => raw [db_id] => 55159 [menu_item_parent] => 0 [object_id] => 36894 [object] => page [type] => post_type [type_label] => Pagina [url] => https://www.3dz.it/azienda-2/ [title] => Azienda [target] => [attr_title] => [description] => [classes] => Array ( [0] => ) [xfn] => )
  • Azienda
  • WP_Post Object ( [ID] => 35440 [post_author] => 7 [post_date] => 2017-12-11 12:59:07 [post_date_gmt] => 2017-12-11 12:59:07 [post_content] => [menu_products_v2 title1="Categoria" title2="Settore" title3="Fascia di prezzo" link="/tutti-i-prodotti/" link_sector="/settore/" image1="308" image2="308" image3="308" text1="A Partire da €5.000" text2="A Partire da €45.000" text3="A Partire da €200.000" link1="/tutti-i-prodotti/?category=&industry=&manufacture=&max_price=650000&min_price=5000" link2="/tutti-i-prodotti/?category=&industry=&manufacture=&max_price=650000&min_price=45000" link3="/tutti-i-prodotti/?category=&industry=&manufacture=&max_price=650000&min_price=200000"] [post_title] => [post_excerpt] => [post_status] => publish [comment_status] => closed [ping_status] => closed [post_password] => [post_name] => 35440 [to_ping] => [pinged] => [post_modified] => 2018-11-30 22:30:06 [post_modified_gmt] => 2018-11-30 21:30:06 [post_content_filtered] => [post_parent] => 0 [guid] => https://3dz.it/35440/ [menu_order] => 2 [post_type] => nav_menu_item [post_mime_type] => [comment_count] => 0 [filter] => raw [db_id] => 35440 [menu_item_parent] => 0 [object_id] => 899 [object] => page [type] => post_type [type_label] => Pagina [url] => https://www.3dz.it/tutti-i-prodotti/ [title] => Prodotti [target] => [attr_title] => [description] => [menu_products_v2 title1="Categoria" title2="Settore" title3="Fascia di prezzo" link="/tutti-i-prodotti/" link_sector="/settore/" image1="308" image2="308" image3="308" text1="A Partire da €5.000" text2="A Partire da €45.000" text3="A Partire da €200.000" link1="/tutti-i-prodotti/?category=&industry=&manufacture=&max_price=650000&min_price=5000" link2="/tutti-i-prodotti/?category=&industry=&manufacture=&max_price=650000&min_price=45000" link3="/tutti-i-prodotti/?category=&industry=&manufacture=&max_price=650000&min_price=200000"] [classes] => Array ( [0] => ) [xfn] => )
  • Prodotti
  • WP_Post Object ( [ID] => 35441 [post_author] => 7 [post_date] => 2017-12-11 12:59:07 [post_date_gmt] => 2017-12-11 12:59:07 [post_content] => [post_title] => [post_excerpt] => [post_status] => publish [comment_status] => closed [ping_status] => closed [post_password] => [post_name] => 35441 [to_ping] => [pinged] => [post_modified] => 2018-11-30 22:30:06 [post_modified_gmt] => 2018-11-30 21:30:06 [post_content_filtered] => [post_parent] => 0 [guid] => https://3dz.it/35441/ [menu_order] => 3 [post_type] => nav_menu_item [post_mime_type] => [comment_count] => 0 [filter] => raw [db_id] => 35441 [menu_item_parent] => 0 [object_id] => 900 [object] => page [type] => post_type [type_label] => Pagina [url] => https://www.3dz.it/servizi/ [title] => Servizi [target] => [attr_title] => [description] => [classes] => Array ( [0] => ) [xfn] => )
  • Servizi
  • WP_Post Object ( [ID] => 35442 [post_author] => 7 [post_date] => 2017-12-11 12:59:07 [post_date_gmt] => 2017-12-11 12:59:07 [post_content] => [menu_stories_id title1="Categoria" title2="Storie in primo piano" categories_id="661,539,538,628"] [post_title] => [post_excerpt] => [post_status] => publish [comment_status] => closed [ping_status] => closed [post_password] => [post_name] => 35442 [to_ping] => [pinged] => [post_modified] => 2018-11-30 22:30:06 [post_modified_gmt] => 2018-11-30 21:30:06 [post_content_filtered] => [post_parent] => 0 [guid] => https://3dz.it/35442/ [menu_order] => 4 [post_type] => nav_menu_item [post_mime_type] => [comment_count] => 0 [filter] => raw [db_id] => 35442 [menu_item_parent] => 0 [object_id] => 897 [object] => page [type] => post_type [type_label] => Pagina [url] => https://www.3dz.it/news/ [title] => News [target] => [attr_title] => [description] => [menu_stories_id title1="Categoria" title2="Storie in primo piano" categories_id="661,539,538,628"] [classes] => Array ( [0] => ) [xfn] => )
  • News
  • WP_Post Object ( [ID] => 36595 [post_author] => 7 [post_date] => 2017-12-12 13:46:23 [post_date_gmt] => 2017-12-12 13:46:23 [post_content] => [post_title] => [post_excerpt] => [post_status] => publish [comment_status] => closed [ping_status] => closed [post_password] => [post_name] => 36595 [to_ping] => [pinged] => [post_modified] => 2018-11-30 22:30:07 [post_modified_gmt] => 2018-11-30 21:30:07 [post_content_filtered] => [post_parent] => 0 [guid] => https://3dz.it/?p=36595 [menu_order] => 5 [post_type] => nav_menu_item [post_mime_type] => [comment_count] => 0 [filter] => raw [db_id] => 36595 [menu_item_parent] => 0 [object_id] => 36593 [object] => page [type] => post_type [type_label] => Pagina [url] => https://www.3dz.it/events/ [title] => Eventi [target] => [attr_title] => [description] => [classes] => Array ( [0] => ) [xfn] => )
  • Eventi
  • WP_Post Object ( [ID] => 36596 [post_author] => 7 [post_date] => 2017-12-12 13:46:23 [post_date_gmt] => 2017-12-12 13:46:23 [post_content] => [post_title] => [post_excerpt] => [post_status] => publish [comment_status] => closed [ping_status] => closed [post_password] => [post_name] => 36596 [to_ping] => [pinged] => [post_modified] => 2018-11-30 22:30:07 [post_modified_gmt] => 2018-11-30 21:30:07 [post_content_filtered] => [post_parent] => 0 [guid] => https://3dz.it/?p=36596 [menu_order] => 6 [post_type] => nav_menu_item [post_mime_type] => [comment_count] => 0 [filter] => raw [db_id] => 36596 [menu_item_parent] => 0 [object_id] => 36590 [object] => page [type] => post_type [type_label] => Pagina [url] => https://www.3dz.it/contatti/ [title] => Contatti [target] => [attr_title] => [description] => [classes] => Array ( [0] => ) [xfn] => )
  • Contatti
preventivo

Preventivo










3D Printing and 3D Systems printers 3D Printing and 3D Systems printers
Molti componenti in un unico elemento grazie alla stampa 3D

Molti componenti in un unico elemento grazie alla stampa 3D

luglio 11, 2017 in Casi studio, Casi studio, Casi studio, Casi studio, Novità, Novità, Novità

Da 16 componenti assemblati ad un unico pezzo: il caso studio

 

Aggregare un assieme di più elementi in una parte singola stampata in 3D comporta evidenti benefici come la riduzione del peso del componente stesso.

 

Se il metodo viene applicato dalla fase progettuale alla realizzazione, si otterranno ulteriori benefici come l’aumento: delle prestazioni dell’affidabilità e della sicurezza.

Consideriamo per esempio un condotto dell’aria. L’originale ottenuto con processi tradizionali è composto da 16 singoli componenti: l’involucro esterno, il divisorio interno, le viti e le rondelle.

Ma adesso, grazie alla produzione in stampa 3D, si può riprogettare il condotto senza i limiti produttivi e ridurre l’assieme di 16 parti in una singola parte. Consideriamo l’assieme complesso di una turbina composta da 300 singole parti, ora può essere ridotta ad una singola parte grazie all’utilizzo della stampa 3D.

 

“Quando si reingegnerizza un assieme unendo le sue componenti, la prima cosa che ovviamente salta all’occhio è che sia ha a che fare con una parte sola” dice Patrick Dunne, Vice President of Advance Application Development di 3DSystems. “Ed è una parte sola che deve essere certificata, un solo progetto”.

Mr. Dunne ci spiega che il valore aggiunto nel realizzare un oggetto unito, va oltre alla semplificazione ed al miglioramento del prodotto finale. I vantaggi si ottengono anche nella fase di studio, infatti viene progettata una unica parte, invece di 16 parti diverse che poi devono essere assemblate.

“Pertanto il valore aggiunto di qualsiasi prodotto si ha già quando si comincia a pensare alla stampa 3D come tecnica di produzione” continua Mr.Dunne. Il risparmio non è solo dovuto al fatto che verrà prodotto con la stampa 3D, ma in quanto anche tutto il processo dall’ingegnerizzazione alla produzione subisce una semplificazione. Inoltre, non essendoci utensili da utilizzare, si ottiene anche una riduzione dell’attività di manodopera in produzione.

 

“Ho sempre sostenuto che la stampa 3D è una parte fondamentale dell’automazione industriale. Se pensate per esempio ai lavoratori in una fabbrica di automobili, tutto quello che stanno facendo è attività di assemblaggio e quando c’è l’assemblaggio, si moltiplicano le possibilità di errore come per esempio il mancato inserimento di una vite. Oppure basti pensare alla difettosità che viene a crearsi nell’assemblaggio ottenuto mediante saldatura, utilizzando le stampanti 3D ci sarà meno possibilità di avere difetti o porosità dovute al processo stesso di saldatura.” – Mr Duane

 

Al fine di approfondire l’argomento e comprendere a fondo i vantaggi del processo, Appliance Design ha intervistato Mr.Dunne sull’argomento:

Appliance Design: Ti capita di trovare ingegneri che non conoscono le possibilità della stampa 3D e ricadono nel tradizionale modo di pensare, progettando molti componenti che poi devono essere assemblati come nella produzione tradizionale?

DUNNE: Ottima domanda! Tipicamente se si desidera realizzare in stampa 3D un file che è stato progettato per essere realizzato con la produzione tradizionale, si otterrà un componente ad un costo più elevato e non si otterrà alcun beneficio economico. Questo è l’errore che le aziende commettono quando fanno un confronto. Tipicamente le aziende ci inviano da stampare (per fare il confronto) una ventina di file che una volta ricevuti, vengono montati in un assieme. L’azienda in questione si accorge subito che l’operazione risulta nel complesso più costosa che non realizzare il tutto con la produzione classica e andrà alla ricerca di altre alternative. Capita per tutte le tecnologie, se non se ne capisce il valore aggiunto si evita di approfondirle, se non si approfondiscono, non se ne capisce il valore aggiunto e soprattutto le possibilità.

AD: Quali sono i limiti nell’aggregare un assieme in un’unica parte?

 

DUNNE: La possibilità di unire un assieme in un unico componente fornisce la possibilità di integrare più funzioni in un unico elemento, e trovare dei limiti diventa complicato. Un esempio potrebbe essere il seguente, una società di componentistica che ha provato a realizzare una scatola in stampa 3D comprendendo anche la cerniera di chiusura pieghevole. L’azienda ha trascorso diverso tempo cercando di stampare in 3D la chiusura di una scatola, chiusura estremamente sottile e con un perno per consentire l’apri e chiudi. Il risultato aveva evidenziato che le perfomance di una cerniera pieghevole stampata in 3D non erano allo stesso livello di una cerniera stampata ad iniezione.

La causa era stata imputata ai materiali e alla poca duttilità di alcune delle materie plastiche utilizzate. Ciononostante, l’azienda ha continuato ad investire del tempo per perfezionare la cerniera pieghevole, sempre considerando il sistema completamente unito.

Al termine della giornata si sono chiesti “perché costruire una cerniera pieghevole quando possiamo costruire una vera cerniera? Cioè una cerniera con un perno reale separato dal resto dei pezzi ? E così … modificando i file CAD e sviluppando un piccolo assieme, si è ottenuta una cerniera perfettamente funzionante, addirittura migliore di una cerniera stampata ad iniezione. Ora è possibile aprire e chiudere la scatola un numero infinito di volte, inoltre, grazie alla stampa 3D si è potuto anche integrare un meccanismo di bloccaggio “snap-fit” per perfezionare la chiusura e l’apertura. Quindi, il risultato è che le possibilità della stampa 3D hanno consentito una evoluzione del prodotto dotandolo di nuove funzionalità che superano il valore del prodotto iniziale.

La soluzione iniziale rifletteva il pensiero dell’ingegnere che pensava soltanto al cambio di sistema produttivo (da stampo ad iniezione a stampa 3D) senza ripensare alla funzionalità del prodotto. La stampa 3D è uno strumento che ha punti di forza e di debolezza, ma ha delle funzionalità significative e uniche quando si tratta di progettare elementi complessi. Ecco quello che gli ingegneri hanno compreso durante lo sviluppo di questa cerniera.

AD: Questo supporta quanto stiamo affermando a proposito del fatto di allontanarci dal pensiero convenzionale.

DUNNE: Certo, quando lavoriamo con le aziende ed i loro ingegneri, si comprende immediatamente se il progettista ha compreso le possibilità della stampa 3D, cioè se sta progettando in funzione del prodotto o se sta progettando in funzione del processo produttivo.

Il processo di industrializzazione tradizionale è veramente un processo fatto di compromessi che mira a mantenere la funzionalità di un oggetto nonostante i vincoli legati al processo produttivo. È una continua ricerca del compromesso che penalizza la reali potenzialità di una idea.

Analogamente si capisce subito se un ingegnere ha compreso le potenzialità della stampa 3D, in quanto è in grado di mettere da parte quanto imparato sui limiti produttivi delle tecniche tradizionali. In questo modo riesce a prediligere quello che io chiamo il “design for functionality”, abbattendo così i vincoli imposti dai processi produttivi tradizionali.

AD: Esistono dei materiali che permettono l’unione di parti migliorando le prestazioni rispetto al passato?

DUNNE: Poniamo l’attenzione per esempio ai materiali metallici, con particolare riferimento al titanio, i manufatti in titanio prodotti dalle stampanti 3D sono migliori di quelli realizzati da fusione. Per esempio, alcune leghe di titanio per uso medico hanno caratteristiche di resistenza ciclica alla fatica e duttilità molto interessanti. La realtà dei numeri e dei dati tecnici va contro la miopia dell’opinione comune, la quale definisce le caratteristiche dei prodotti ottenuti dalla stampa 3D non comparabili ai manufatti dello stesso materiale ottenuti con le tecniche classiche. I fatti dimostrano che stiamo andando verso la realizzazione di manufatti con la stampa 3D le cui caratteristiche sono di gran lunga migliori rispetto agli stessi manufatti ottenuti con le tecniche tradizionali.

AD: Come può essere possibile?

DUNNE: Nel caso del titanio, dobbiamo considerare che il materiale usato per la produzione è una polvere ottenuta in atmosfera di argon a partire da titanio puro elementare. Questa polvere viene poi lavorata all’interno delle stampanti 3D in una atmosfera con al massimo 25ppm di ossigeno. Pertanto vengono prodotti in realtà manufatti con una purezza microstrutturale elevatissima, non paragonabile a quella che si ottiene per fusione a causa delle inevitabili contaminazioni che avvengono nel crogiolo, nello stampo e durante i processi di raffreddamento.

Quello che stiamo osservando poi è che valutando i fattori di rischio dei due processi, stiamo raggiungendo un punto di svolta tra il processo digitale (stampa 3d) e il processo analogico (la produzione tradizionale). In poche parole la qualità finale del manufatto realizzato con l’utilizzo della tecnica classica di fusione è influenzata da una miriade di parametri legati alla fusione, alla colata, alla qualità dell’aria in cui opero, al raffreddamento, ai ritiri e alle distorsioni che si instaurano nel mio prodotto finale.

Per contro, con la stampa 3D si lavora su un materiale puro, in atmosfera controllata e con un laser la cui potenza è costantemente monitorata per ogni singolo Voxel (pixel tridimensionale) lavorato. Da questo si può evincere che la qualità del prodotto finito è maggiormente a rischio con il processo di produzione classico.

AD: Può fare qualche esempio sul modo in cui l’unificazione degli assiemi può ridurre i rischi legati alla realizzazione dei prodotti?

DUNNE: Per esempio, guardiamo alla complessità delle turbine di GE, tradizionalmente queste sono realizzate mediante l’assemblaggio di 300 componenti. Questo richiede il coinvolgimento di 60 ingegneri per progettare e industrializzare 300 parti. Lo stesso prodotto si può realizzare con 1 solo file con un rapporto di 300:1. Dal momento in cui non si è dovuto lavorare su 300 componenti da assemblare come un puzzle, GE è passata dall’impiegare solo 8 progettisti nello sviluppo di una turbina anziché 60. Tutto ciò è notevole. Ulteriori vantaggi vengono ottenuti anche per il fatto che lavorare su una singola parte anziché su un assieme da 300 è molto più semplice e la semplicità ripaga; ripaga per il minor tempo dedicato allo sviluppo e per il denaro risparmiato in componenti non conformi che non si accoppiano, o nel numero di certificazioni richieste. Ma il vantaggio fondamentale è la riduzione dei rischi. Se abbiamo 300 parti, ogni singola parte è soggetta a rischio e se le assembliamo, anche ogni singola giuntura, saldatura, bullonatura è soggetta a rischi e rappresenta una possibilità di rottura. Se abbiamo una singola parte, non abbiamo rischi correlati al non corretto all’assemblaggio.

AD: Quali particolari sono ottenibili oggi grazie alla manifattura additiva che non era possibile ottenere in passato?

DUNNE: In campo medicale la realizzazione delle gabbie per la fusione spinale (elementi artificiali in aggiunta tra i dischi vertebrali per evitare dolorose patologie) sono un esempio perfetto. Una ottima gabbia per la fusione deve avere due caratteristiche. La prima è che deve avere una struttura alveolare integrata nella geometria. Questa struttura ha un duplice effetto: il primo è che permette all’osso di crescere in simbiosi con l’impianto al fine di realizzare quella che si definisce osteointegrazione cioè l’osso crescerà all’interno delle porosità garantendo una ottima fusione con l’impianto. La seconda è che chi progetta queste strutture, ha la possibilità di modularne la densità in modo da definirne la capacità flessionale per simulare il comportamento di una struttura ossea reale.

Se osserviamo una struttura ossea, questa presenta una struttura alveolare ed attraverso lo studio e l’ingegnerizzazione di una struttura alveolare in un impianto, si può ridurre sensibilmente il fenomeno dello “Stress Shielding” cioè la fisiologica modificazione morfologica dell’osso e di conseguenza della perdita di resistenza da parte di formazioni ossee esenti da carico.

In poche parole, protesi ottenute dalla lavorazione meccanica classica tramite CNC, dunque molto resistenti, portano le strutture ossee adiacenti a decadere e in pratica a dissolversi. Questo è dovuto al fatto che la protesi assorbe tutte le sollecitazioni e scarica completamente la struttura ossea che in questo modo non si “evolve” e degenera progressivamente portando alla disgregazione della struttura stessa. Ma studiando la flessibilità e la resistenza dell’impianto e progettando correttamente la struttura dell’impianto stesso, questo fenomeno può essere evitato.

A riprova di questo, tutte le più importanti aziende mondiali che producono dispositivi per implantologia medica stanno utilizzando la tecnica della stampa 3D, in quanto gli impianti che riescono a realizzare sono qualitativamente di gran lunga migliori rispetto a quelli che potrebbero ottenere utilizzando le tecniche classiche di produzione.

Pertanto la stampa 3D permette senza alcun dubbio di ottenere nuovi prodotti con nuove funzionalità.

 

ARTICOLO TRATTO DA APPLIANCE DESIGN

Print Friendly, PDF & Email
Sottomarino scansionato in 3D con Artec Eva

Sottomarino scansionato in 3D con Artec Eva

Nessuno sa quanto possa essere grande il patrimonio che è stato distrutto dal tempo, dall’uomo o dalla natura. Innumerevoli monumenti e manufatti sono stati persi...
Casi studio
Casi studio
Casi studio
Novità
Novità
Biotec italia racconta i vantaggi avuti con la stampa 3D di HP

Biotec italia racconta i vantaggi avuti con la stampa 3D di HP

Biotec Italia srl è un’azienda italiana produttrice di macchinari per uso elettromedicale ed estetico con sede a Dueville (Vi) che ha deciso di implementare con...
Casi studio