Punto cruciale: stampa 3D e stampaggio a iniezione

Sarah Göhrke | 03 novembre 2022

La stampa 3D ha fatto notizia per la prima volta come una tecnologia metà Star Trek e metà uomo qualunque che ha portato la fantascienza sul tavolo della cucina. I resoconti dei media esaltati hanno posizionato la tecnologia come un processo "chiunque può fare qualsiasi cosa". Non sorprende che non esista un processo del genere con la precisione di un pulsante. Le percezioni tradizionali si sono affievolite, respingendo la tecnologia.

Tuttavia, la stampa 3D di oggi è indiscutibilmente una suite industriale, con un’efficienza a livello di produzione raggiungibile. Insieme ai processi sono maturati i modi in cui ci riferiamo alla tecnologia. La “stampa 3D” o l’originale “prototipazione rapida” non sono più la frase sbandierata nella maggior parte dei laboratori professionali; ora, "produzione additiva" o, più casualmente, AM, è la terminologia di riferimento, collocando questi processi strato per strato esattamente nel regno della produzione.

Quelle che circa dieci anni fa erano state promesse esagerate, ora sono realizzabili: produzione, scala, qualità, convalida e volume sono ora realtà di utilizzo finale.

In alcuni casi.

Come per qualsiasi strumento in una cassetta degli attrezzi, la sfumatura è vitale per l'applicazione appropriata della soluzione alla sfida. Quando tutto ciò che hai è un martello, in fondo, tutto sembra un chiodo. Gli strumenti di oggi sono sostanzialmente più robusti e ci lasciano opzioni e mezzi per prendere decisioni informate: quando ho bisogno di un martello? Quando ho bisogno di qualcos'altro?

Più precisamente: quando ho bisogno dello stampaggio a iniezione e quando ho bisogno della stampa 3D?

Comprovato e vero, lo stampaggio a iniezione (IM) si è affermato da decenni. Brevettato alla fine del 1800, l'IM conobbe un boom decenni dopo, quando la Seconda Guerra Mondiale richiedeva una produzione a basso costo e in grandi volumi. Difficilmente si può dire che abbia rallentato da allora. Quasi onnipresente negli ambienti produttivi moderni, la messaggistica istantanea è forse meglio descritta come il diavolo che conosci; ha i suoi difetti e limiti, ma è familiare e generalmente affidabile. L’IM potrebbe, però, essere rimpiazzato dal nuovo arrivato AM?

Scala, velocità, uniformità: lo stampaggio a iniezione soddisfa le esigenze giuste per la produzione in grandi volumi. In grado di gestire in modo affidabile una vasta gamma di materiali, lo stampaggio a iniezione offre prevedibilità e qualità.

Inoltre, più si utilizza il processo, più parti vengono prodotte e più economica diventa la soluzione.

Sebbene una configurazione di messaggistica istantanea possa rappresentare un investimento iniziale enorme, il ROI è enorme man mano che il suo utilizzo aumenta. Infatti, una ricerca sottoposta a revisione paritaria indica che "lo stampaggio a iniezione è il modo migliore per produrre in serie componenti polimerici piccoli e precisi con forme complesse".

Lo stampaggio a iniezione è un processo di produzione ben compreso e praticato, ma naturalmente non è privo di limiti. La curva di apprendimento e i costi legati alla configurazione di un'installazione IM sono significativi, così come lo è il tempo necessario per produrre effettivamente un nuovo progetto.

Per quanto noto, la progettazione del processo di produzione per l'IM è lunga e spesso non lineare. Essendo una tecnologia basata sullo stampaggio, IM si affida a stampi rimovibili, che soffocano la capacità di progettare per un basso numero di componenti e geometrie interne complesse. Inoltre, la creazione di tali stampi può aggiungere settimane o mesi alla sequenza temporale di produzione.

Nel complesso, IM può produrre in modo affidabile parti di qualità nota in quantità elevate, ma ci vuole un po’ di tempo. Quando sono necessarie produzioni di prodotti per uso finale in volumi inferiori, lo stampaggio a iniezione può comportare tempi e costi di stampaggio aggiuntivi che controbilanciano il ROI auspicabile.

Con l’arrivo sul mercato di nuove soluzioni che dimostrano le loro affermazioni, lo stampaggio a iniezione è destinato a perdere parte del suo predominio nella produzione.

Il nuovo arrivato nel blocco di produzione, la stampa 3D, può essere un incontro entusiasmante: nuove forme, forme complesse, produzione ad alto valore/basso volume, il tutto costruito strato dopo strato secondo standard sempre più rigorosi. Ideata fin dal 19° secolo, con brevetti moderni che risalgono agli anni ’80, la stampa 3D ripensa la produzione dal primo strato. Una maggiore supervisione, standard e convalida stanno vedendo la tecnologia spostarsi sempre più nel mondo della produzione e, infine, iniziare finalmente a mantenere quelle che le promesse iniziali erano state esagerate.