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Stampa 3D: Un passo in direzione della digitalizzazione 

• A cosa serve la stampa 3D?

• Vantaggi e svantaggi della tecnologia di stampa 3D

• Possibilità di utilizzo della stampa 3D nelle aziende

• Stampa 3D negli istituti scolastici

• Diverse procedure di stampa 3D

• Servizio di stampa 3D online

• Servizio di stampa 3D nei negozi Conrad

Produzione di prototipi, piccole serie o pezzi di ricambio: Con la stampa 3D, anche la stampa 3D, molti processi possono essere accelerati e ridotti in termini di costi. Perché le aziende oggi devono reagire in modo flessibile e rapido per tenere il passo con lo sviluppo del loro settore. Ad esempio, durante la progettazione di nuovi prodotti o in processi di produzione complessi, in cui una macchina rotta potrebbe comportare immediatamente un maggiore rischio finanziario.

Chuck Hull ha sviluppato già nel 1983 un modo per convertire i fotopolimeri dal loro stato liquido in una massa fissa mediante un'irradiazione UV puntuale. Questa cosiddetta stereolitografia rappresenta la base per lo sviluppo della stampa 3D, che ha avuto inizio lo stesso anno.

A cosa serve la stampa 3D?

Dalla prima applicazione della stampa 3D, si è fatto molto. La scelta dei materiali stampabili è diventata più ampia. Nel frattempo, oltre ai materiali plastici, è possibile utilizzare anche cemento, carta, metallo o tessuto organico. Il processo di produzione è possibile, come l'interno del laser selettivo o con il metodo della Fused Deposition Modeling.
Anche le stampanti 3D migliorano ulteriormente la qualità e i risultati. In questo modo, dal 2014 è possibile combinare più materiali liquidi in una sola stampa. Inoltre, i modelli come struttura leggera hanno meno peso rispetto agli oggetti dei metodi di produzione classici come il processo di stampaggio a iniezione. 

Questo rapido sviluppo ha risvegliato l'interesse dell'economia. Per prima cosa, l'industria automobilistica ha avviato la produzione di prototipi. Questo processo si è rapidamente esteso ad altre industrie. Nel frattempo, la stampa 3D è uno degli standard nella produzione di prototipi, in quanto riduce il tempo necessario per la pianificazione, lo sviluppo e la produzione di un nuovo prodotto (prototipazione rapida).

La stampa 3D è adatta anche per la produzione di piccole serie, pezzi singoli o pezzi di ricambio. La stampa 3D rappresenta una buona alternativa, soprattutto quando la produzione industriale è troppo costosa. Inoltre, è possibile produrre serie o parti diverse direttamente una dopo l'altra. Non è necessario sostituire, ad esempio, gli stampi.

Un altro settore in cui il processo si è dimostrato valido è la costruzione di utensili e stampi. Invece di ricorrere a fornitori esterni, è possibile produrre uno strumento o una forma, ad esempio una forma di colata a spruzzo, in breve tempo e all'interno della propria azienda.

Vantaggi e svantaggi della tecnologia di stampa 3D

L'utilizzo di questa tecnologia offre alle aziende alcuni vantaggi. Questi sono particolarmente legati alla riduzione degli errori e alla riduzione del materiale e del lavoro. Ciò consente una produzione più veloce e più economica. 

Prevenzione degli errori

Proprio nella fase di sviluppo di nuovi prodotti, gli errori di progettazione e di funzionamento sono normali. I modelli 3D possono essere utilizzati a breve termine e già nelle prime fasi dello sviluppo. In questo modo gli errori possono essere rilevati e eliminati prima che nella produzione di oggetti a mano o in stampi. Poiché questi approcci classici sono dispendiosi in termini di tempo, i prototipi vengono spesso utilizzati in un secondo momento, in modo che gli errori si possano verificare solo dopo che il lavoro e il tempo sono stati effettuati. Lo stesso vale per le altre possibilità di utilizzare la stampa 3D. In questo modo è possibile arrestare e migliorare la produzione di una piccola serie di parti e non solo alla fine della produzione.   

Più una stampante 3D è di alta qualità, più precisa e fedele all'originale è la parte prodotta. Ad esempio, è possibile produrre oggetti da diversi materiali e riprodurre le caratteristiche del prodotto. Sia che si tratti di multicolore o trasparente, gommoso o fisso, con parti in movimento o senza. I termoplastici, i fotopolimeri e i materiali compositi sono in grado di fornire quasi tutte le proprietà del materiale. I processi di rilavorazione come la verniciatura o la lucidatura sono in grado di resistere senza problemi. In questo modo, a differenza dei progetti digitali sul computer, i modelli nel loro aspetto e nell'aspetto corrispondono al prodotto finale. I test con gli oggetti consentono di vedere gli errori che nel prodotto finale potrebbero comportare un elevato costo e tempo per il miglioramento. Ciò significa che i prototipi possono essere stampati e gli errori possono essere scollegati già in una fase iniziale dello sviluppo.

Inoltre, i modelli creati sul computer sono modificabili e riproducibili a piacere. Se la prima bozza del prototipo presenta errori o se, ad esempio, si vuole migliorare qualcosa sul design, è necessario solo modificare il più necessario. In seguito, le stampanti possono produrre immediatamente la nuova generazione di prototipi.

Riduzione del consumo di materiale 

La produzione esatta della forma desiderata riduce il consumo di materiale. La stampante 3D crea i modelli nelle dimensioni e nella forma necessarie. Si tratta di una differenza fondamentale rispetto alle parti le cui forme primordiali ricevono solo la loro forma finale attraverso il taglio, la smerigliatura o la foratura. Grazie al ridotto consumo di materiale e al ridotto utilizzo di energia e di lavoro, la produzione è più conveniente.

Riduzione del carico di lavoro

Lo sforzo di lavoro può essere ridotto in diversi punti. Da un lato, i costi e il tempo durante lo sviluppo si riducono, poiché i prototipi vengono testati in anticipo. La produzione elimina la costruzione di stampi e la loro sostituzione non appena inizia una nuova serie di prodotti. Le parti stampate sono pronte, la post-elaborazione è completata in poco tempo o non è più necessaria. Inoltre, i costi sono indipendenti dal numero di pezzi stampati e privi di effetti di scala. Ciò significa che la produzione di piccole quantità durante la stampa 3D non è più costosa di quella di grandi quantità. Nella produzione classica, i costi di produzione generalmente diminuiscono con l'aumento della produzione.   

Accelerazione della produzione

L'utilizzo a breve termine e flessibile della stampa 3D porta alla fine ad un'accelerazione della produzione. Ciò include la riduzione dello sforzo di sviluppo e dello sforzo di lavoro. Ciò vale in particolare per la produzione di pezzi di ricambio. Senza la stampa 3D, la produzione deve rimanere a riposo nel peggiore dei casi fino a quando non viene fornita una parte di ricambio. Una stampante 3D produce invece le parti necessarie sul posto secondo il principio just-in-time.  

Procedura ecologica

Inoltre, la stampa 3D è più ecologica in molti settori rispetto ai tradizionali percorsi di approvvigionamento. Da un lato, il consumo di materiale è inferiore, in modo da ridurre gli sprechi. D'altro canto, si riducono al minimo i percorsi di trasporto o si eliminano completamente, in quanto le parti necessarie possono essere stampate direttamente sul posto. Ciò contribuisce al risparmio di CO2.    

Svantaggi della stampa 3D

• La progettazione di un modello stampabile richiede conoscenze ed esperienza specifiche.
• La stampa richiede diverse ore o giorni a seconda della complessità dell'oggetto.
• La produzione di massa non è ancora possibile, in quanto la produzione classica è più conveniente a partire da un determinato numero di pezzi.

Possibilità di utilizzo della stampa 3D nelle aziende

Medicina e ricerca

• Protesi e ortesi
• Modelli per la preparazione pratica delle operazioni
• Impianti come articolazioni del ginocchio o impianti di mascella
• Primi tentativi di stampa di organi e parti del corpo

Ingegneria meccanica e produzione

• Stampa di parti di ricambio e speciali on demand
• Miglioramento della propria gamma di prodotti, ad es. Peso ridotto, raffreddamento integrato
• Produzione senza utensili di prodotti per i quali erano necessarie forme e stampi

Industria dei beni di consumo

• Produzione di abbigliamento e gioielli
• Stampa di oggetti domestici 
• Produzione di giocattoli individuali

Architettura

• Stampa di ponti e edifici a un piano
• Modelli dettagliati di edifici e complessi di edifici

Aerospaziale

• Produzione di componenti per aerei per ridurre il peso dell'aereo e il consumo di kerosene 
• Stampa di droni

Industria alimentare

• Produzione di pasta
• Stampa di dolci come animali in gomma, biscotti

Grazie alla stampante 3D è già possibile ottenere il massimo, sia in ambienti privati che operativi. In futuro questa tecnologia continuerà a svilupparsi, e alcuni si aspettano persino un profondo impatto nei modelli di business, nei processi di produzione e nelle catene del valore. 

Stampa 3D negli istituti scolastici

Non solo le aziende hanno riconosciuto i vantaggi delle stampanti 3D. Negli istituti scolastici sono utilizzati per facilitare l'apprendimento e la ricerca di studenti e studenti.

Le scuole utilizzano la tecnologia proprio negli ambiti Mint (matematica, informatica, scienze naturali e tecnologia) per portare i loro studenti più vicini alle loro competenze in scienza, tecnologia e design. 
In questo modo le forme geometriche diventano tangibili nell'insegnamento della matematica, la creazione di modelli CAD fa parte della lezione di informatica e il complesso processo di produzione tecnico diventa comprensibile durante la creazione di un modello 3D. Nel campo della scienza naturale, la stampante 3D aiuta anche di più. In questo modo è possibile visualizzare diverse cose, ad esempio la cellula corporea umana.

Nelle università, la stampa 3D è utilizzata in molti settori, ad esempio nei corsi di studio tecnici o nella ricerca. Gli studenti di medicina possono praticare le operazioni in modo pratico utilizzando oggetti 3D. 

In questo modo gli scolari e gli studenti potranno avere una conoscenza dell'innovativo processo di stampa 3D, che può essere d'aiuto nella loro carriera professionale.

Manuale di stampa 3D per l'insegnamento

La stampa 3D è un campo a tema in continua crescita e molto innovativo e offre una buona possibilità di mappare in modo chiaro molti aspetti della digitalizzazione con una stampante 3D. 

Con la "Guida alla stampa 3D" gratuita desideriamo sostenere questo sviluppo: È stato concepito come una guida passo dopo passo su come integrare questo tema appassionante nell'istruzione tecnica, nella formazione o nelle istituzioni educative in generale.

Esempio pratico   

RWTH Aachen, in collaborazione con Conrad, ha sviluppato una piattaforma di collaborazione che consente la messa in rete di risorse di produzione e ordini dei clienti. Per illustrare gli approcci è stata creata una simulazione di impianti di produzione. Con le stampanti 3D questa simulazione può distribuire i lavori di stampa su una rete ai siti e avviare la produzione. 

Il Technology Center di Conrad Electronic, oltre alla stampante 3D Renkforce RF500 da noi consigliata, ha fornito anche la raccomandazione di utilizzare la Printbox 3D Renkforce "Astropprint". Questo consente di controllare le stampanti tramite un'interfaccia di programmazione e l'opzione corrispondente tramite la piattaforma esistente, tramite un'architettura client server, per inviare i lavori di stampa tramite la rete.

Diverse procedure nella stampa 3D

Le numerose possibilità di applicazione, che portano con sé i diversi materiali e forme, rendono necessarie anche diverse modalità di produzione. La variante di stampa più comune è quella di processi additivi, anche di produzione generativa, in cui un oggetto si forma aggiungendo, applicando e depositando materiale. Il modello è un modello digitale. Questi includono:

Altre possibilità meno utilizzate sono i processi di formazione, in cui il prodotto riceve la sua forma mediante metodi meccanici o termici come piegatura, pressatura e colata. Gli approcci sottratti modificano il materiale grezzo mediante fresatura, rotazione, foratura e metodi elettrici per ottenere l'oggetto desiderato. Le stampanti che collegano più processi tra loro rientrano nelle procedure ibride. 

Servizio di stampa 3D online

Se non si desidera acquistare una stampante 3D, il servizio di stampa 3D di Conrad è consigliato per singoli pezzi e prodotti in serie. Con il nostro partner di collaborazione vi offriamo l'intero spettro della stampa 3D. È possibile scegliere tra diversi metodi di stampa e materiali. Ad esempio, componenti, inserti per utensili da stampaggio a iniezione e prototipi in metallo, alluminio, plastica e molto altro ancora.

I vantaggi 

• Nessun sovrapprezzi per piccole quantità
• Ampie libertà di design
• Ampia gamma di materiali e colori
• Tempi di produzione e consegna brevi 
• Finitura superficiale e montaggio su richiesta

Servizio di stampa 3D on line sul sito Conrad

Stampa e trasporto: In base a questo principio, gli hub di stampa 3D funzionano nello shop on line Conrad. Provate voi stessi!