Prototipazione rapida e stampa 3D

Prototipazione rapida e stampa 3D

Il primo output fisico di un progetto

La prototipazione rapida costituisce la fase iniziale di produzione fisica di un progetto, sfruttando tecnologie avanzate come la stampa 3D.

Prosilas si distingue come leader nel settore della prototipazione rapida e produzione additiva da piu di venti anni. 

Prosilas stampe tridimensionali in carbonmide per prototipi rapidi

Photo courtesy : Bimota 

Photo courtesy : Armotia

Prototipo: Definizione e Utilità

Un prototipo è la materializzazione fisica di un’idea o di un progetto, un primo modello creato per valutare sia gli aspetti estetici che quelli funzionali di un’applicazione.

Che cos’è la Prototipazione Rapida?

La prototipazione rapida è il processo di creazione veloce di un modello fisico di un’idea o progetto.

Questo modello, chiamato prototipo, offre una rappresentazione tangibile e visiva dell’applicazione in fase di sviluppo. La stampa 3D è diventata una tecnologia chiave per la prototipazione rapida grazie alla sua capacità di tradurre in tempi molto brevi progetti digitali in oggetti fisici.

La finalità principale è accelerare il processo di sviluppo, consentendo una valutazione completa delle prestazioni e della forma del prodotto.

 

In Quali Casi Utilizzare la Prototipazione Rapida?

La prototipazione rapida è particolarmente utile nelle fasi iniziali di progettazione e sviluppo di nuovi prodotti.

È ideale quando è necessario valutare rapidamente aspetti estetici, ottimizzare geometrie, migliorare cicli di produzione, e valutare aspetti funzionali.

Inoltre, è preziosa quando si vogliono esplorare diverse iterazioni di un design senza dover investire in stampi costosi.

Vantaggi 

  • Riduzione dei Tempi di Sviluppo e Produzione: La stampa 3D consente di tradurre rapidamente i progetti in prototipi fisici, riducendo notevolmente i tempi di sviluppo.

  • Abbattimento dei Costi: Eliminando la necessità di stampi costosi, la prototipazione rapida con stampante 3D contribuisce a contenere i costi nella fase di progettazione e sviluppo.

  • Miglioramento della Qualità del Prodotto: La capacità di valutare aspetti estetici e funzionali in una fase precoce consente di apportare miglioramenti continui alla qualità del prodotto finale

  • Valutare la produzione: con lo step inizale della prototipazione si possono valutare gli step ssuccesivi per una produziine in serie e effettuare valutazioni su tempi e costi.

Tecnologie di Stampa 3D per la Prototipazione Rapida:

Esistono diverse tecnologie di stampa 3D adatte alla prototipazione rapida.

Tra queste, SLS (Selective Laser Sintering) ed SLA (Stereolithography) sono spesso utilizzate per la creazione di prototipi con dettagli precisi.

Altri approcci, come l’utilizzo di filamenti o polveri metalliche, offrono opzioni diverse in base alle esigenze del progetto.

Mettiamo a disposizione la nostra offerta tecnologica in base alle esigenze del progetto e autiamo il cliente a scegliere la soluzione migliore. 

Photo courtesy : Bimota 

Case History Bimota

Bimota utilizza la prototipazione rapida in collaborazione con Prosilas per accelerare lo sviluppo dei suoi nuovi modelli di motociclette.

Grazie alla stampa 3D, il processo di progettazione e test è diventato più efficiente, riducendo il tempo necessario per passare dall’idea al prototipo da circa 12 a 4 mesi.

Le Tolleranze Dimensionali

Le Tolleranze Dimensionali

Tips & Tricks: Cosa sono le tolleranze dimensionali ?

La Tolleranza Dimensionale nella Stampa 3D SLS: Gestione e Controllo da Parte di Prosilas

Le tolleranze di dimensionali

La stampa 3D ha rivoluzionato il modo in cui prodotti e componenti vengono realizzati, offrendo una flessibilità e una personalizzazione senza precedenti.

Anche in questa innovativa tecnologia la precisione dimensionale è un aspetto cruciale e la tecnologia SLS (Selective Laser Sintering) si distingue per la sua capacità di produrre parti con livelli di precisione notevoli.

La tolleranza dimensionale, perciò,  si riferisce al possibile scostamento entro cui la parte stampata può variare dalla geometria originale.

Nello specifico parliamo di +-3 decimi di millimetro per parti fino a 100mm e +-3 per mille per dimensioni maggiori.

Piano di stampa di una stampante SLS; photo courtesy Protototal Industries 

La dilatazione termica

Questa differenza tra le quote nominali del file 3d e la parte stampata dipendono dalla dilatazione termica, un fenomeno intrinseco alla tecnologia SLS.

Questa metodologia di stampa porta i materiali utilizzati alla loro temperatura di fusione, come ad esempio i 170 C° nel caso del poliammide.

Durante il successivo raffreddamento, la parte transita dalla temperatura di fusione a quella ambiente, restringendosi approssimativamente del 3%. 

Il nostro approccio

Le parti vengono processate inizialmente con dimensioni più grandi, utilizzando fattori di scalatura specifici per ciascuna macchina e materiale.

La determinazione di questi fattori avviene attraverso la realizzazione periodica di provini, una pratica che consente di monitorare e mantenere sotto controllo le tolleranze dimensionali dichiarate ai clienti. 

 

Esempio di parte prima della messa in macchinca 

Standard di qualità

Il fenomeno di ritiro termico non è completamente costante per questo motivo viene calcolata e applicata una media dei risultati.

Esso può variare in base a diversi parametri, come i tempi di raffreddamento, l’orientamento della parte, la forma e gli spessori della parte da stampare.

Per garantire  il massimo della precisione, integriamo questo aspetto durante la fase di preparazione dei job.

Le geometrie vengono attentamente modificate nel software, tenendo conto delle inevitabili variazioni dimensionali che si verificano durante il raffreddamento del materiale.

Questa pratica anticipata dimostra il nostro verso la fornitura di componenti stampati in 3D che soddisfano rigorosamente gli standard di qualità richiesti dai clienti.

 

Esempio di parte prima della messa in macchinca 

Che cosa sono gli NDAs?

Che cosa sono gli NDAs?

NDA: il valore degli accordi di riservatezza alla base di un rapporto di fiducia fra service e aziende manifatturiere

Gli Accordi di Riservatezza, comunemente identificati come NDA (Non-Disclosure Agreements), costituiscono un elemento giuridico di fondamentale importanza nel contesto dell’industria manifatturiera, essendo finalizzati alla tutela delle informazioni di natura confidenziale e riservata.

I contratti NDA godono di un’applicazione diffusa sia nell’ambito industriale che tecnologico, nonché nel campo della ricerca e sviluppo, con l’esplicito obiettivo di impedire la divulgazione di dati sensibili a parti terze, salvo previo consenso esplicito da parte del titolare di tali informazioni.

La gestione dei segreti industriali in Prosilas

Prosilas opera a stretto contatto con le aziende, contribuendo alla realizzazione di progetti destinati a debuttare sul mercato entro i prossimi tre anni. 

In questo contesto, la salvaguardia delle informazioni assume un ruolo critico. Pertanto forniamo supporto sia per la produzione di componenti in fase prototipale che per la produzione in serie, avvalendoci di un ventaglio completo di tecnologie, che spaziano dalle complesse metodologie di manifattura additiva e stampa 3D alle più tradizionali tecniche di stampaggio ad iniezione.

All’interno del gruppo Prototal Industries vantiamo un accesso privilegiato a risorse tecnologiche eterogenee, occasionalmente facendo ricorso a collaborazioni con fornitori esterni. Proprio per questo motivo è fondamentale estendere la riservatezza a tutta la catena di produzione quando si scambiano informazioni con colleghi e partner.

 

Cybersecurity: protezione delle informazioni online

La comunicazione di informazioni si effettua attraverso piattaforme digitali o mediante la trasmissione di file per posta elettronica, accentuando la rilevanza delle questioni relative alla sicurezza informatica. 

In tal senso, Prosilas investe costantemente per potenziare i propri sistemi di sicurezza informatica, garantendo un adeguato monitoraggio e protezione delle informazioni scambiate.

Il nostro personale, a sua volta, riceve formazione specialistica continua, al fine di mantenere elevate competenze in materia.

 

Spazi dedicati: protezione dei progetti “off-line”

La riservatezza costituisce un pilastro fondamentale della nostra operatività, ed è assicurata attraverso l’impiego degli NDA. Nonostante ciò, vi sono circostanze in cui un grado di segretezza superiore è richiesto.

Abbiamo dedicato appositi spazi all’interno dei nostri laboratori, garantendo l’accesso esclusivamente al personale autorizzato

La sicurezza delle informazioni rappresenta una priorità indiscutibile, in modo da preservare la fiducia e il rispetto dei nostri clienti.

 

File STL : gli errori più comuni

File STL : gli errori più comuni

Parliamo di normali invertite, presenza di fori e shell multiple

Alcuni degli errori più comuni che possiamo riscontrare in un file STL riguardano solitamente l’inversione delle normali, la presenza di fori o di shell multiple.

Questi derivano spesso da errori commessi durante la modellazione oppure in fase di esportazione, dove il file viene trasformato in STL tramite un software CAD. 

Per poter procedere con la produzione additiva utilizzando le stampanti 3D, i difetti devono prima essere revisionati e corretti. 

Facciamo prima un passo indietro, ricordando che il file STL, necessario per la stampa 3D, rappresenta una geometria tridimensionale composta da triangoli orientati nello spazio. 

Puoi approfondire le caratteristiche dei file STL nell’ articolo precedente.

 

Normale invertita

Ogni triangolo è descritto non solo dalle coordinate dei vertici, ma anche dalla normale, ovvero un vettore perpendicolare al piano su cui è posizionato il triangolo, il cui orientamento definisce il lato esterno. In alcuni casi, la normale di questi triangoli può essere invertita, identificando erroneamente un lato esterno come interno e viceversa. Tale situazione causa errori durante la fase di stampa.

 

Normale invertita in un file SLT

Normale corretta in un file STL

Fori nel file STL

Il secondo errore più comune è la presenza di fori, che può essere causata da superfici mancanti o da uno scostamento tra i vertici dei triangoli. Tali fori devono essere corretti manualmente se di dimensioni considerevoli, o automaticamente mediante l’utilizzo di appositi software se di dimensioni minori.

La presenza di fori può compromettere la qualità e la realizzazione della stampa della parte.

Fori in un file STL

Correzione dei fori nel file STL

Shell Multiple

Infine, incontriamo il problema delle shell multiple. Per shell si intende un gruppo di triangoli connessi tra loro.

La presenza di più shell in una parte indica la presenza di gruppi di triangoli separati. In questo caso, la shell della figura interna si sovrappone alla shell della figura esterna. La risoluzione di questo tipo di errori è necessaria per evitare anomalie durante la suddivisione del modello in strati o superfici errate (slicing), nonché per evitare che la stampante si blocchi.

È importante che tutte le shell siano correttamente unite per ottenere una parte stampata coerente e funzionale.

Tale situazione può verificarsi anche quando, nella fase di progettazione, le forme che compongono il modello CAD non vengono unite al resto della shell, ma rimangono separate.

È fondamentale assicurarsi che tutte le componenti del modello siano correttamente integrate nella shell principale per evitare problemi.

Esempio di Shell Multiple in un file STL

Esempio di Shell Multiple in un file STL

Esempio di risoluzione di Shell Multiple in un file STL

Quando riceviamo i file STL si verifica frequentemente la necessità di apportare modifiche e correzioni prima di procedere con la messa in macchina.

La correzione dei file STL richiede competenze specifiche e l’utilizzo di software dedicati che consentano di riparare le imperfezioni e garantire che la parte sia pronta per essere sottoposta alla stampa.

Il nostro team si impegna appieno nell’effettuare tali correzioni con la massima precisione e tempestività, al fine di garantire che le parti stampate raggiungano elevati standard qualitativi e soddisfino appieno le aspettative dei clienti.

Stampa 3D: dalla prototipazione alla produzione in serie

Stampa 3D: dalla prototipazione alla produzione in serie

Dalla prototipazione rapida alla produzione industriale: i vantaggi della stampa 3D

La stampa 3D, nata come tecnologia di prototipazione rapida, è ormai diventata una soluzione consolidata anche per la produzione in serie. Grazie ai suoi numerosi vantaggi, la stampa 3D industriale può offrire alle aziende un significativo vantaggio competitivo, permettendo di ridurre i tempi di sviluppo e di produzione, di abbattere i costi e di migliorare la qualità dei prodotti.

La prototipazione

Il termine “produzione” spesso non viene associato alle tecnologie di stampa 3D in quanto la natura stessa dei sistemi di additive manufacturing, almeno nel loro concepimento iniziale, era destinato alla realizzazione di pezzi singoli: modelli o prototipi. Nella prima fase di sviluppo infatti, le tecnologie additive hanno abilitato la realizzazione rapida di protoipi e modelli estetici utili a velocizzare tutte le fasi di testing, oltre che di ricerca e sviluppo, di nuove applicazioni.

La produzione

Oggi, grazie ai sistemi di produzione additiva avanzati, è possibile produrre anche prototipi funzionali, produzioni di lotti medio piccoli o addirittura produzioni di massa.

I vantaggi

A differenza della realizzazione di singole parti o prototipi, la produzione additiva apre a scenari molto vantaggiosi che possono migliorare e velocizzare anche gli aspetti legati allo sviluppo di nuove applicazioni concepite per la produzione di massa.
I principali vantaggi della produzione con stampa 3D possono essere riassunti in cinque punti:

 

1. Riduzione dei tempi di sviluppo e di produzione:

La stampa 3D permette di realizzare prototipi funzionali in tempi molto rapidi, accelerando così il processo di sviluppo di nuovi prodotti.

Inoltre,anche la produzione in pre-serie con la stampa 3D può essere effettuata in tempi molto più brevi rispetto alle tradizionali tecnologie di produzione.

E’ possibile immettere sul mercato lotti di componenti o oggetti utili a raccogliere dati da test o feedback da parte degli utilizzatori finali, utili all’ottimizzazione di forme o funzioni.

Prosilas si può stampare in 3d anche parti in metallo per la prototipazione rapida per il settore aerospace
Ad esempio, un’azienda che produce componenti per l’industria aerospaziale può utilizzare la stampa 3D per realizzare prototipi funzionali in pochi giorni, invece dei mesi o addirittura degli anni che sarebbero necessari con le tradizionali tecnologie di prototipazione. In questo modo, l’azienda può accelerare il processo di sviluppo di nuovi aeromobili e ridurre i costi di sviluppo.

2. Riduzione dei costi:

La stampa 3D può ridurre i costi di produzione grazie all’utilizzo di materiali avanzati e alla riduzione degli sprechi di materiale.

I materiali utilizzati per la stampa 3D sono spesso più leggeri e più resistenti dei materiali tradizionali, il che può ridurre il peso dei prodotti e, di conseguenza, i costi di trasporto e di consumo energetico. Inoltre, la stampa 3D consente di ridurre gli sprechi di materiale, in quanto il materiale viene utilizzato solo per creare le parti del prodotto che sono effettivamente necessarie.

Prosilas - Member of Prototal - PA 603 CF - nylon caricato carbonio - Racing - Motorsport - F1 - Moto GP
Ad esempio, un’azienda che produce componenti per l’industria automobilistica può utilizzare la stampa 3D per realizzare componenti più leggeri e resistenti, che possono contribuire a migliorare l’efficienza dei veicoli, ridurre i consumi di carburante e favorire il processo di metal-replacement.

3. Miglioramento della qualità:

La stampa 3D può garantire una maggiore precisione e ripetibilità dei prodotti, consentendo di ottenere geometrie complesse e forme impossibili da realizzare con le tradizionali tecnologie di produzione.


La stampa 3D consente di realizzare prodotti con tolleranze molto strette, che possono soddisfare i requisiti più stringenti. Inoltre, la stampa 3D può essere utilizzata per realizzare prodotti con geometrie complesse che sarebbero impossibili da realizzare con le tradizionali tecnologie di produzione.

 

Prosilas - Member of Prototal - PA 603 CF - nylon caricato carbonio - Racing - Motorsport - F1 - Moto GP

Ad esempio, un’azienda che produce protesi mediche può utilizzare la stampa 3D per realizzare protesi personalizzate che si adattano perfettamente al paziente: utilizzando le tecnologie di scansione 3D e reverse-engineering per creare il modello esatto della parte. 

4. Personalizzazione dei prodotti:

La stampa 3D permette di personalizzare i prodotti in base alle esigenze specifiche dei clienti, creando prodotti unici e distintivi.

La stampa 3D consente di realizzare prodotti con caratteristiche personalizzate, come dimensioni, forma, colore o materiale. Questo può essere un vantaggio competitivo per le aziende che vogliono offrire ai propri clienti prodotti unici e personalizzati.

Ad esempio, un’azienda che produce occhiali può utilizzare la stampa 3D per realizzare gioielli personalizzati con forme e colori unici.

Prosilas - Member of Prototal - PA 603 CF - nylon caricato carbonio - Racing - Motorsport - F1 - Moto GP

5. Flessibilità produttiva:

 la stampa 3D è una tecnologia flessibile che può essere adattata a diverse esigenze produttive, permettendo di realizzare prodotti di qualsiasi dimensione e complessità.

La stampa 3D può essere utilizzata per realizzare prodotti di qualsiasi dimensione, dai piccoli componenti ai grandi oggetti. Con le nostre stampanti industriali SLS  riusciamo a stampare oggetti di notevoli dimennsioni(680x370x540mm).

Inoltre, la stampa 3D può essere utilizzata per realizzare prodotti di qualsiasi complessità, anche quelli con geometrie complesse o forme impossibili da realizzare con le tradizionali tecnologie di produzione.

Affidare la propria produzione alla stampa 3D offre vantaggi significativi alle aziende in termini di riduzione dei tempi di sviluppo, contenimento dei costi, miglioramento della qualità, possibilità di personalizzazione e flessibilità produttiva.

Questa tecnologia si sta affermando come una soluzione versatile e innovativa, consentendo alle imprese di affrontare sfide competitive con successo e di rispondere in modo efficace alle esigenze del mercato.

Con un adeguato flusso di lavoro e una progettazione ottimizzata, la stampa 3D si conferma come un catalizzatore chiave per l’evoluzione del settore manifatturiero.

Che cos’è un file STL?

Che cos’è un file STL?

Facciamo insieme una panoramica sulle rappresentazioni tridimensionali necessarie per la stampa 3D

Oggi ci addentriamo nell’analisi dell’estensione di file STL e nel ruolo di fondamentale importanza che questi file hanno per la produzione additiva. Se sei interessato al mondo della stampa 3D, è probabile che tu sia già a conoscenza di questa estensione e delle sue caratteristiche.

 

Il file STL

Rappresenta una geometria 3D sviluppata da una combinazione di triangoli che si dispiegano nello spazio tridimensionale. Questa rappresentazione consente di semplificare superfici più o meno complesse, modellate tramite software CAD, in una serie di triangoli piani descritti mediante le coordinate cartesiane dei loro vertici.

La ragione principale alla base della diffusione del formato STL nell’ambito della prototipazione rapida e produzione additiva in stampa 3D, risiede nella sua capacità di tradurre il linguaggio dei software CAD. Un’abilità fondata su funzioni matematiche, in un formato comprensibile da tutte le tecnologie di stampa 3D presenti sul mercato (SLS, SLA, FDM, ecc.). Questo formato semplificato si basa su un sistema di coordinate tridimensionali, che rappresenta un linguaggio più accessibile e immediato per le diverse tecnologie di stampa.

 

L’esportazione del file SLT

In Prosilas ci troviamo spesso ad affrontare la ricezione di file con estensioni diverse, quali .iges o .step, o addirittura file provenienti da software di modellazione proprietari, ognuno con caratteristiche specifiche. Tuttavia, al fine di poterli materializzare mediante la stampa 3D, è necessario trasformarli nel formato STL.

Questa operazione di conversione semplifica i modelli 3D, ma può comportare alcune modifiche, come l’approssimazione di parti cilindriche o sferiche e la presenza di sfaccettature che non rispecchiano fedelmente le superfici originariamente disegnate.

 

Esempio di file modellato in 3D

Esempio di file esportato in STL in maniera corretta con una buona risoluzione

Esempio di file esportato in STL con una non corretta risoluzione. Si noti l’interno del foro che ha perso la sfericità iniziale.

La risoluzione del file STL

E’ direttamente correlata al numero e alle dimensioni dei triangoli che compongono il modello. Un elevato numero di triangoli implica una maggiore risoluzione.

Tuttavia, è importante sottolineare che un file di grandi dimensioni non è necessariamente sinonimo di vantaggi significativi. Piuttosto, è preferibile adattare le dimensioni dei triangoli alla risoluzione di stampa della macchina utilizzata. Ad esempio, le nostre macchine SLS operano con una risoluzione di circa 5 centesimi di millimetro. Pertanto, è di vitale importanza disporre di un file STL correttamente adattato, al fine di garantire una risoluzione superficiale ottimale.