SPARE PARTS E RICAMBISTICA RINNOVATA: LA STAMPA 3D PER IL SETTORE IDROTERMOIDRAULICO.

SPARE PARTS E RICAMBISTICA RINNOVATA: LA STAMPA 3D PER IL SETTORE IDROTERMOIDRAULICO.

Le opportunità offerte dalla stampa 3D sono ormai molteplici e i continui sviluppi della tecnologia permettono oggi di rispondere in maniera puntuale anche alle esigenze di settori in precedenza ritenuti troppo specifici come quello della idraulica e idrotermoidraulica.

Una soluzione innovativa

In particolare l’innovativo connubio di scansione 3D industriale e stampa 3D con tencologia SLS offre una vastissima gamma di opportunità. Nello specifico per quanto riguarda l’ambito idrotermoidraulico la produzione di parti di implementazione e ricambio su elementi di arredo, rubinetteria, sanitari, impianti di climatizzazione e termoconvettori rappresenta una delle maggiori sfide e necessità.

Proprio qui l’additive manufacturing rappresenta dunque un’alternativa ottima, con numerosi vantaggi rispetto alle tecnologie più tradizionali, sia dal punto di vista delle performance estetiche e meccaniche garantite sulle parti prodotte, sia per la sua capacità di riprodurre componenti obsoleti o fuori produzione, intervenendo se necessario sull’ottimizzazione delle geometrie in modo rapido e funzionale . 

Roberto Nasini Prosilas Stampare 3d per l'industria manifatturiera
la produzione Stampe tre d per produzioni e preserie Prosilas

Ricostruire parti di ricambio ormai fuori produzione o delle quali si è perso lo stampo non è mai stato così semplice e veloce! 

Un processo che noi di Prosilas conosciamo bene e che attraverso l’utilizzo dei nostri scanner 3D e con l’applicazione del reverse engineering ci ha permesso di produrre un particolare modello di rompigetto idraulico per rubinetto e una doccetta customizzata sulla specifica richiesta del cliente.

Ottenuto il file 3D partendo dalla scansione del pezzo non più in produzione, la tecnologia SLS utilizzata nei nostri laboratori Prosilas permette come accaduto in questo caso di stampare in 3D elementi funzionali, offrendo inoltre la possibilità di lavorare anche su risultati di grandi dimensioni o in serie (camera di lavoro 680x380x540 mm), potendo scegliere tra una vasta gamma di materiali: PA12, PA12+Glass spheres, PA12 + Carbon fiber, PP (Polipropilene). 

Un’opportunità, quella di rimettere sul mercato parti di ricambio fuori produzione ottenendone la ricostruzione tramite tecnologia additiva, che non solo permette di rispondere ad un’esigenza specifica senza cercare soluzioni di fortuna o abbozzate, ma che rende la produzione stessa molto più sostenibile e performante. 

Magazzino on demand

Il caso della ricostruzione e stampa 3D del rompigetto per rubinetto e di un modello di doccetta custom dimostra quanto da un lato la stampa 3D permetta di avere una produzione in base alle necessità, grazie a un magazzino virtuale on demand senza il bisogno di gestire uno stoccaggio fisico e dall’altro offra l’opportunità di ripensare il componente in additivo, per ottenere un miglioramento delle prestazioni meccaniche

Soluzioni additive innovative e personalizzate che noi di Prosilas proponiamo affiancando le aziende di tutti i settori, anche quelli universalmente riconosciuti come più esigenti proprio come il mondo dell’idrotermoidraulica. 

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Prosilas per Philipp Plein, la rivoluzione della scarpa parte da una suola 3D

Prosilas per Philipp Plein, la rivoluzione della scarpa parte da una suola 3D

Philipp Plein Case History

Prosilas come service di manifattura additiva

Sin dall’inizio della nostra avventura imprenditoriale, nel 2003, abbiamo scelto di non specializzarci in un settore produttivo particolare preferendo proporci come service a clienti dei settori più diversi. Così, abbiamo mantenuto una flessibilità che si è dimostrata particolarmente vincente quando, nel nostro passaggio da service di prototipazione ad alleato di produzione, ci è stata commissionata la suola di una scarpa per uno dei brand simbolo del fashion luxury: Philipp Plein.

R&D sul Tpu 

Nel 2020 abbiamo abilitato sui nostri sistemi produttivi SLS l’utilizzo del TPU, un materiale gommoso molto utilizzato nello stampaggio di suole. Questo ci ha dato la possibilità di iniziare la collaborazione con Philipp Plein, con l’obiettivo di creare delle capsule collection di calzature in cui sposare innovazione e lusso, dedicate ad una nicchia specifica della clientela del marchio.  Al centro del lavoro, per noi, c’era la creazione di un modello accattivante in linea con il gusto del brand e lo sviluppo di un prodotto che superasse una serie di requisiti di resistenza e durabilità.

Suola 3D

Infatti la suola è uno degli elementi cruciali di una calzatura e uno dei più stressati dall’utilizzo. Abbiamo quindi condotto uno studio dettagliato e un profondo lavoro su design e processo per garantirne la replicabilità. Per questo motivo abbiamo anche affiancato l’azienda che avrebbe poi assemblato la calzatura finale, affrontando e risolvendo insieme problematiche specifiche di lavorazione che abitualmente non riguardano chi realizza i prototipi.

Qual è stato il risultato di questa consulenza? 

Innanzitutto, ottenere una suola non piena, bensì a reticolato, completamente fuori dagli standard di un suolificio tradizionale; poi, l’occasione di innovare lo stile grazie alle possibilità offerte dalla stampa 3D; infine, la strada spianata per pezzi unici, impensabili (o infinitamente più costosi) quando tutto il procedimento di creazione deve passare da uno stampo iniziale. 

In un tipo di lavoro come questo si crea un progressivo bagaglio di know how completamente nuovo ma spendibile in tutti gli esperimenti successivi. Così, ad esempio, per le scarpe Philipp Plein, abbiamo condotto diverse prove sulla tenuta dei colori delle suole, in particolare il bianco – che non deve ingiallire o virare su altre tonalità – e il nero – che non deve stingere, quindi non può essere dipinto.

Com’è stato possibile? 

Determinante l’approccio aziendale improntato al problem solving.

Non esistono porte chiuse”, spiega sempre la nostra CEO Vanna Menco, “Accettiamo sempre le sfide, ci piace evolvere e trovare soluzioni”. In questo l’imprinting di mio padre è stato fondamentale, perché – continua – “adora spaccarsi la testa sui problemi” e non a caso guida ancora il reparto Ricerca e Sviluppo.

Il nostro passaggio da fornitori ad alleati è stato reso possibile da un know how sviluppato per affiancare il cliente in tutte le fasi della produzione e mettere a sua disposizione l’abilità nella valutazione, oltre alla competenza nella stampa 3D. Così, siamo passati dalla consulenza in fase di prototipo alla consulenza per tutto lo sviluppo del prodotto, mettendo a disposizione anche le conoscenze su specifici passaggi, ad esempio il blend del materiale da utilizzare per ottenere un certo risultato. 

Il nostro costante impegno per essere il miglior alleato possibile, di sviluppo e di produzione. 

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Materiale biocompatibile per la stampa 3D: Policaprolattone PCL

Materiale biocompatibile per la stampa 3D: Policaprolattone PCL

Caso studio – Settore medicale 

Applicazione nel settore Medicale realizzata attraverso l’uso di materiali biocompatibili e riassorbibili – Policaprolattone – processati con tecnologie di stampa 3D e manifattura additiva SLS – Selective Laser Sintering.

 

Policaprolattone – PCL: materiale biocompatibile per la stampa 3D

Il nostro Team di esperti ha perfezionato una particolare formulazione di materiale in grado di produrre parti funzionali impiantabili nel corpo umano.

Nel caso specifico abbiamo prodotto un materiale biocompatibile e riassorbibile composto da Policaprolattone ed Idrossiapatite. La composizione chimica del materiale ha reso possibile la realizzazione di uno speciale stent che è stato impiantato in un bambino di 5 anni affetto da broncomalacia che è stato impiantato all’Ospedale Bambino Gesù di Roma.

Stent bronchiale in stampa 3D progettazione e realizzazione

Il processo di produzione dello stent è stato il frutto di 3 anni di ricerca e sviluppo che Prosilas ha affrontato pro-bono al fine di realizzare la parte in oggetto. Nello specifico la realizzazione è stata possibile attraverso una fase di progettazione ed una fase di produzione della parte.

La fase di disegno delle geometrie è stata eseguita sulla base di una tomografica assiale computerizzata (TAC) riportante la zona da riprodurre. Le immagini acquisite sono state utili a creare una nuova matematica completamente customizzata sul paziente.

Il caso studio è il primo ed unico in Europa.

Una volta validata la geometria, sono stati eseguiti centinaia di test su tecnologie di stampa 3D e manifattura additiva (SLS) e materiali. Il giusto equilibrio tra parametri di processo e composizione chimica del materiale ha portato alla realizzazione dello stent. Il caso studio è il primo ed unico in Europa. Per valutare tecnologie e servizi di Prosilas, puoi visitare le pagine del nostro sito. Maggiori specifiche sul caso studio.

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Telaio drone in Carbonmide e stampa 3D

Telaio drone in Carbonmide e stampa 3D

Caso studio – ottimizzazione topologica

Nuovo caso studio sviluppato in Prosilas inerente la produzione di un telaio per drone prodotto con tecnologia SLS – Selective Laser Sintering – e materiale Carbonmide (PA12 + carbonio).

 

Telaio per droni

Tra i servizi di Prosilas si possono enumerare, oltre alla prototipazione rapida , anche  la produzione additiva, la progettazione e  lo sviluppo  di  nuove applicazioni.

Caso studio

Il caso studio in oggetto riguarda l’ottimizzazione e la riprogettazione di un elemento strutturale per droni. La produzione del componente del nuovo drone sperimentale è stata il frutto di una operazione di riprogettazione mirata a sfruttare al massimo le potenzialità delle tecnologie additive.

Ottimizzazione topologica

Il componente è stato generato dall’ottimizzazione topologica di geometrie consolidate che hanno dato vita ad una nuova parte con peso ridotto in grado di garantire importanti miglioramenti prestazionali del drone.

I parametri di processo appositamente sviluppati in Prosilas, hanno reso possibile un netto miglioramento delle performance meccaniche dei componenti stampati. Basti pensare che rispetto ai materiali reperibili in commercio, i tecnici Prosilas sono stati in grado di migliorare del 50% le prestazioni meccaniche del Carbonmide (Poliammide 12 caricata con fibra di Carbonio).

Particolare drone stampa 3d sls carbonmide

Benefici tecnici

I test di laboratorio effettuati sulla PA12 + carbonio messa a punto in Prosilas con parametri di processo personalizzati confermano la maggiore resistenza meccanica ottenibile attraverso i nostri processi di produzione additiva SLS certificati.

Grazie alle prestazioni avanzate del materiale sarà possibile sviluppare nuove applicazioni in grado di garantire maggiore resistenza e maggiore leggerezza allo stesso tempo.

Per maggiori informazioni puoi visitare la pagina specifica del materiale per stampa 3D SLS Carbonmide.

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Attrezzatura di produzione in PA12 con stampa 3d

Attrezzatura di produzione in PA12 con stampa 3d

Prosilas + DUEPì

Componenti in silicone attraverso stampi in 3d

Il caso studio, frutto della collaborazione tra Prosilas e l’azienda DUEPì automazioni Srl di Osimo (AN), riguarda la produzione di componenti in silicone attraverso stampi prodotti in 3d (con tecnologia a sinterizzazione SLS) con materiale PA12.

Le parti prodotte sono un chiaro esempio delle potenzialità delle tecnologie 3D per quanto concerne la realizzazione di attrezzi, dime e tool pronti all’uso in tempi brevi.

Realizzazione dello stampo in PA12

Nello specifico, DUEPì ha ideato e prodotto il design delle geometrie degli stampi mentre Prosilas ha prodotto gli stessi attraverso la tecnica della Sinterizzazione Laser Selettiva (SLS).

Grazie all’azione sinergica tra le due aziende, è stata ottimizzata le matematica degli stampi al fine di ridurre tempi e costi di produzione degli elementi.

Stampo in silicone 3d

In seguito alla fabbricazione dell’attrezzatura, la DUEPì automazioni Srl ha svolto il processo di colata sottovuoto dei componenti in silicone oggetto di realizzazione.

Tecnologie di produzione

Le parti dello stampo sono state prodotte con stampanti 3d con tecnologia a Sinterizzazione Laser Selettiva (SLS).

Le stampanti industriali di Prosilas consentono di realizzare parti singole e di lotti di produzione di prodotti pronti all’uso. La sinterizzazione laser su polveri polimeriche, rappresenta ad oggi la soluzione in grado di garantire le migliori performance per la realizzazione di applicazioni per il settore industriale.

Materiali di stampa 3d

Il materiale utilizzato per l’applicazione è la poliammide PA12 (biocompatibile secondo EN ISO 10993-1 e USP/level VI/121°C).

Le poliammidi sono tra i materiali più versatili e performanti del settore della manifattura additiva.

stampa 3d silicone stampi

Vantaggi produzione dello stampo con manifattura additiva

Tra i vantaggi principali apportati dall’uso di tecnologie additive:

  • l’abbattimento dei costi pari a – 180% rispetto alle tecnologie produttive tradizionali o ulteriori tecniche di rapid manufacturing (stampo tradizionale in lavorazione CNC – vacuum casting…)
  • il miglioramento delle tempistiche di fornitura rispetto alle tecnologie tradizionali (stampo tradizionale in lavorazione CNC – vacuum casting…)

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Da produzione CNC a stampa 3D sls: vantaggi

Da produzione CNC a stampa 3D sls: vantaggi

Le tecnologie di manifattura additiva e stampa 3D rappresentano una valida alternativa ai sistemi di produzione industriale CNC o tradizionali in genere.

In questo caso studio, abbiamo riprogettato e convertito un’applicazione, migliorandone le performance, attraverso la produzione con i nostri sistemi di stampa 3d SLS (Selective Laser Sintering).

Nuova applicazione industriale

Progettazione di un nuovo componente di presa e movimentazione del prodotto basato sul principio del piano aspirante con camere di vuoto differenziato per il settore delle macchine automatiche.

Obiettivi del progetto

Obiettivi realizzativi del processo di sviluppo:

  • miglioramento delle prestazioni produttive (giri/minuto) della linea automatizzata sulla quale il componente è installato
  • alleggerimento del componente
  • riduzione delle criticità di assemblaggio
  • riduzione del time to market

Design For Additive Manufacturing

Secondo i principi del design per manifattura additiva e stampa 3d, abbiamo proceduto attraverso l’ottimizzazione della geometria convenzionale al fine di sfruttare al massimo le potenzialità dei sistemi 3D Selective Laser Sintering.

Grazie al processo di re-design dell’applicazione, abbiamo ottenuto un rilevante aumento delle prestazioni della parte attraverso soluzioni impossibili da realizzare con tecnologie CNC o sottrattive in genere.

Nello specifico:

  • sono stati ottimizzati i flussi dei canali integrati per la depressione dell’aria che permette la movimentazione del prodotto all’interno della linea automatizzata
  • il componente è stato alleggerito pur mantenendo proprietà meccaniche elevate
  • sono stati eliminati due punti di presa di depressione, con economia trasferita anche ai componenti di macchina che utilizzano la parte
  • sono stati integrati in post processo gli inserti metallici filettati
  • i componenti del sistema sono stati raggruppati in un’unica geometria monolitica in modo da ridurre le criticità dell’assemblaggio (part consolidation)
  • sono state sostituite le forature tradizionali con aperture studiate in base alle effettive esigenze e non in base alla facilità di esecuzione

stampa 3d cnc vantaggi prosilas sls

Tecnologie e materiali di manifattura 3D sls

La nuova applicazione è stata stampata da Prosilas con macchine di Sinterizzazione Laser Selettiva (SLS). Per la realizzazione dei prototipi e per le parti funzionali sono stati utilizzati i seguenti materiali:

  • poliammide PA12 (biocompatibile secondo EN ISO 10993-1 e USP/level VI/121°C ed approvato per il contatto con alimenti)
  • poliammidi PA12 rinforzate (PA12+alluminio, PA12+vetro, PA12+fibra di carbonio etc..)

Post- processo e trattamenti superficiali

Nella fase successiva a quella di stampa abbiamo ulteriormente ottimizzato le prestazioni dell’applicazione con azioni post-processo specifiche attuate attraverso tecnologie presenti in Prosilas.

Trattamenti superficiali applicati in post-processo:

  • Micropallinatura – processo che elimina il rilascio di particelle di polvere tipico delle parti prodotte in SLS
  • Chemical smoothing – processo industriale ed automatizzato che migliora la qualità superficiale riducendo la rugosità del 35 % e rende totalmente impermeabile la parte trattata

Vantaggi ottenuti: SLS vs CNC

  • riduzione del peso del componente
  • realizzazione di geometrie complesse in grado di migliorare le performance fluidodinamiche dei condotti integrati
  • part consolidation – riduzione del numero totale delle parti del sistema (il componente progettato per lavorazione dal pieno era composto da: 2 elementi in polimero lavorati + 1 guarnizione fustellata + 4 bloccaggi filettati)
  • eliminazione di guarnizioni
  • semplificazione dell’interfaccia di collegamento al macchinario con eliminazione di due punti di presa depressione
  • miglioramento della prestazione globale della linea automatizzata che alloggia i componenti
  • miglioramento delle tempistiche di fornitura rispetto alle lavorazioni meccaniche dal pieno

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