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3DZ è rivenditore autorizzato dei più prestigiosi brand di stampanti 3D, scanner 3D e software 3D 3DZ è rivenditore autorizzato dei più prestigiosi brand di stampanti 3D, scanner 3D e software 3D
Produzione additiva o sottrattiva?

Produzione additiva o sottrattiva?

Giugno 21, 2019 in Novità, Novità, Novità, Novità
Come ottimizzare il processo produttivo con l’arrivo del 3D?

I processi di produzione additiva costruiscono oggetti aggiungendo materiale strato per strato, mentre la produzione sottrattiva rimuove il materiale da una forma solida per creare parti. Sebbene questi approcci siano fondamentalmente diversi, i processi di produzione sottrattiva e additiva sono spesso utilizzati fianco a fianco a causa della sovrapposizione nei rispettivi campi di applicazione e contributi.

All’inizio può essere difficile capire come sfruttare al meglio ogni tipo di tecnologia per ottimizzare lo sviluppo del prodotto e la produzione. In entrambi i casi, ha senso utilizzare un approccio piuttosto che un altro, ad esempio, un processo può essere più utile per un certo volume di produzione o in una specifica fase di sviluppo del prodotto.

Produzione sottrattiva

La produzione sottrattiva è un termine generico per vari processi di lavorazione controllata e di asportazione di materiale che iniziano con blocchi solidi, barre, barre di plastica, metallo o altri materiali che vengono modellati per asportazione di materiale mediante taglio, foratura e rettifica.

Questi processi vengono eseguiti manualmente o, più comunemente, con l’ausilio di un controllo numerico computerizzato (CNC).

Il CNC 

Nel CNC, un modello virtuale progettato nel software CAD viene utilizzato come input per l’utensile di produzione. La simulazione software viene combinata con l’input dell’utente per generare percorsi che guidano l’utensile da taglio attraverso la geometria del pezzo. Queste istruzioni spiegano alla macchina come eseguire i tagli necessari, i canali, i fori e tutte le altre caratteristiche che richiedono l’asportazione di materiale, tenendo conto della velocità dell’utensile da taglio e dell’avanzamento del materiale. Gli utensili CNC producono pezzi a partire da questi dati di produzione assistita da computer (CAM), con poca o nessuna assistenza o interazione umana.

Inoltre, i processi di produzione sottrattiva sono generalmente utilizzati per creare parti in plastica o metallo per la prototipazione, la costruzione di utensili e l’uso finale. Sono ideali per applicazioni che richiedono tolleranze strette e geometrie difficili da modellare, fondere o produrre con altri metodi di produzione tradizionali.

Certamente, la produzione sottrattiva offre una varietà di materiali e metodi di lavorazione. Infatti, i materiali più morbidi sono molto più facili da lavorare nella forma desiderata, ma si consumano più rapidamente.

fabrication soustractive
Produzione additiva

A differenza del processo di sottrazione del materiale da una parte più grande, i processi di produzione additiva o di stampa 3D costruiscono oggetti aggiungendo materiale uno strato alla volta, ogni strato successivo è legato allo strato precedente fino al completamento della parte.

Come gli strumenti CNC sottrattivi, le tecnologie di produzione additiva creano parti da modelli CAD. La preparazione dei modelli per la stampa 3D tramite il software di preparazione alla stampa o il software di affettatura (taglio del pezzo in fette) è generalmente automatizzato, il che rende la configurazione dei lavori molto più semplice e veloce rispetto agli utensili CNC. A seconda della tecnologia, la stampante 3D deposita il materiale, fonde e fonde selettivamente la polvere o polimerizza i materiali liquidi fotopolimerici per creare parti da dati CAM. Le parti stampate in 3D spesso richiedono una qualche forma di pulizia e finitura per ottenere le loro proprietà finali e il loro aspetto prima di essere pronte per l’uso.

La produzione additiva è ideale per una vasta gamma di applicazioni ingegneristiche e di produzione, tra cui la prototipazione, la costruzione di utensili e la creazione di modelli di colata. Inoltre, anche la produzione personalizzata dei pezzi finali può essere effettuata con questa tecnica e si possono prendere in considerazione piccole serie quando la gamma di lavorazione è complessa, o quando il costo di realizzazione di uno stampo è elevato o per ridurre il time-to-market. Le stampanti 3D offrono un grado molto elevato di libertà di progettazione e possono produrre progetti complessi che sarebbe impossibile o eccessivamente costoso creare con qualsiasi altro metodo di produzione.

I materiali più comuni utilizzati nella produzione additiva sono la plastica e i metalli.

Quando utilizzare la produzione sottrattiva e additiva?

Sebbene esistano differenze fondamentali, la produzione sottrattiva e quella additiva non si escludono a vicenda. Infatti, sono spesso utilizzati fianco a fianco e in diverse fasi dello sviluppo del prodotto e della produzione.

Ad esempio, il processo di prototipazione si basa spesso su strumenti additivi e sottrattivi. I primi modelli e prototipi sono generalmente più economici e veloci da produrre con processi di produzione di plastica additiva, come la stereolitografia (SLA) o la sinterizzazione laser selettiva (SLS). Indubbiamente, la stampa 3D offre un’ampia gamma di materiali per la prototipazione funzionale di parti in plastica. Le tecnologie additive sono generalmente più adatte anche a pezzi piccoli e a progetti molto complessi o molto complessi.

Quando le fasi successive del processo di sviluppo richiedono lotti più grandi, i processi sottrattivi diventano più competitivi. Oggetti più grandi e meno complessi sono anche più adatti alla produzione sottrattiva. A causa della miriade di opzioni di finitura superficiale e della velocità del processo, la produzione sottrattiva è spesso la scelta migliore per la produzione di pezzi finiti che richiedono tolleranze ristrette.

I due processi

Nella produzione, i processi di sottrazione e additivo spesso si completano a vicenda nella produzione di utensili, maschere, attrezzature, staffe, staffe, stampi e modelli. I produttori utilizzano spesso parti in plastica stampata in 3D per parti veloci, personalizzate, a basso volume o di ricambio e scelgono processi di sottrazione per grandi volumi o parti soggette a sollecitazioni meccaniche più estreme.

L’uso di produzione additiva e sottrattiva si traduce in un processo ibrido. Ciò consente ai progettisti e ai produttori di prodotti di combinare la versatilità e la velocità della produzione additiva con la resistenza dei pezzi prodotti per sottrazione.

Fabrication
Sistemi di produzione additiva o sottrattiva

Le tecnologie additive e sottrattive sono disponibili in varie forme, con una gamma di costi e capacità, dalle macchine per ufficio alle grandi attrezzature industriali.  Ecco una tabella per darvi esempi concreti.

Produzione AdditivaProduzione Sottrattiva
Costi delle attrezzatureLe stampanti da tavolo professionali costano da € 3.500 per la plastica. Le macchine industriali su larga scala per i metalli partono da € 150 000.Le piccole macchine CNC per officine partono da circa 2.000 euro. Gli utensili da officina più avanzati vanno ben oltre, a seconda del numero di assi, delle caratteristiche, delle dimensioni del pezzo e degli utensili necessari per materiali specifici.
TrainingLe stampanti da tavolo sono praticamente pronte all’uso e richiedono una piccola formazione in configurazione costruttiva, manutenzione, funzionamento della macchina e finitura. I sistemi di produzione additiva per l’industria richiedono personale dedicato e una formazione completa.Le macchine CNC di piccole dimensioni richiedono una formazione moderata su software, configurazione del lavoro, manutenzione, funzionamento della macchina e finitura. I sistemi di sottrazione industriale più grandi richiedono personale dedicato e una formazione completa.
Requisiti per l’installazioneLe macchine da ufficio sono adatte per sistemi da ufficio e da tavolo per un ambiente d’officina con spazio moderato. Le stampanti industriali 3D spesso richiedono uno spazio dedicato o una stanza con controllo HVAC.Le piccole macchine CNC sono adatte per le officine. Gli impianti industriali richiedono uno spazio più ampio e più dedicato.
Attrezzature ausiliarieStrumenti e (alcuni sistemi automatici) per la pulizia, il lavaggio, il post-trattamento e la finitura, a seconda del processo.Strumenti vari. I sistemi più avanzati automatizzano i processi come il cambio utensile, la rimozione e la manipolazione dei trucioli e la gestione del refrigerante.

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