Gli stampi? Si possono fare anche in 3D

Stratasys è una delle principali e storiche società produttrici di stampanti 3D e sistemi industriali per prototipazione e produzione e la sua sfera di influenza in questo settore si sta allargando di anno in anno. Fondata da Scott Trump, che è nientemeno che l’inventore della tecnologia FDM (la stampa per deposizione di filamenti fusi, quella impiegata oggi anche su tutte le stampanti 3D di fascia bassa che fanno la gioia dei maker), nel 2012 si è fusa con la concorrente israeliana Object, i cui prodotti sono entrati a far parte della sua gamma.

E nel 2013 ha acquisito Makerbot che rimane società sussidiaria a sé stante e che produce e vende stampanti 3D “entry level”. Insomma, un colosso che attualmente può vantare una gamma che parte da modelli da scrivania che costano poche migliaia di euro sino ad arrivare a macchine di produzione capaci anche di realizzare stampi con tutte le carte in regola per produzioni pilota. In occasione dell’ultima edizione di MecSpe/Eurostampi, la fiera per la tecnologia e l’innovazione nella produzione, abbiamo parlato del rapporto tra stampanti 3D e stampisti tradizionali con Davide Ferrulli, responsabile di Stratasys per il Sud Europa e il Medio Oriente.

Un interesse che cresce

«L’interesse per la stampa 3D da parte del mondo degli stampi è in essere da parecchi anni e oggi è in ulteriore crescita» afferma Ferrulli. «Molti stampisti e stampatori investono da tempo nelle nostre soluzioni per facilitare il rapporto con i loro clienti finali, riuscendo a far vedere in anteprima il risultato finale che si potrà ottenere poi con la stampa tradizionale o quando incide un pezzo una modifica dell’ultima ora apportata al progetto. Dall’anno scorso, con l’utilizzo della nostra tecnologia Connex in grado di stampare contemporaneamente oggetti con due materiali differenti, anche rigidi e morbidi insieme, sono state messe a punto delle tecniche che hanno permesso di realizzare in materiale plastico anche stampi per lo stampaggio a iniezione. In questo modo dalla sera alla mattina possono costruirsi in casa uno stampo pilota in grado di fare piccole tirature di prodotti con materiale definitivo e non più materiale di prototipazione».

I costi e la durata

Ovviamente gli stampi realizzati con questa tecnologia, velocissimi da ottenere e sensibilmente meno costosi rispetto a quelli tradizionali in acciaio o alluminio, non possono avere la loro stessa durata ed essere adatti per alte tirature. Non è il loro mestiere. Ma  è possibile quantificare esattamente durata e costo di stampi ottenuti con una stampante 3D? «Per quanto riguarda la loro durata – afferma Ferrulli – dipende dalle condizioni di utilizzo e dal materiale stampato, ma possiamo tranquillamente parlare di tirature che partono da qualche decina di prodotti sino a superare il centinaio. Sostituiscono, in pratica, uno stampo pilota fatto in alluminio invece che in acciaio, che costa meno ma richiede sempre qualche settimana prima di essere disponibile. Gli stampi realizzati con una macchina 3D come la nostra possono invece essere fatti nell’arco di un giorno, così come le eventuali modifiche necessarie. Anche i costi di realizzazione sono minori, ma il beneficio principale è rappresentato proprio dalla velocità di realizzazione, un fattore che in molti mercati è determinante».

[box title=”Le stampanti del vivo”]

Stratasy ha portato a MecSpe/Eurostampi i suoi gioielli, tutti in funzione e attivi nel produrre oggetti 3D che spaziavano dagli stampi alle scarpe. Stampanti 3D che spaziano dai modelli da scrivania a quelli industriali. Alla prima categoria appartiene Mojo, che tramite tecnologia FDM crea modelli in ABSplus. Molto interesse ha destato Objet30 Pro con tecnologia PoliJet, stampante 3D che utilizza sette materiali diversi, tra cui alcuni resistenti alle alte temperature e altri trasparenti. Per la stampa impiegando contemporaneamente fino a tre materiali diversi c’era Objet500 Connex3. Permette di effettuare simulazioni di varie proprietà meccaniche e fisiche su uno stesso modello, realizzato sia in gomma che con materiali rigidi, opachi o trasparenti, plastiche standard a tecniche simil-ABS. Salendo nella gamma troviamo poi la stampante Dimension 1200es Performance, con camera di lavoro per modelli fino a 254 x 254 x 305 mm. Stampa prototipi (utilizzando anche ABSplus colorato e termoplastico) che non si deformano, non si restringono e non assorbono umidità. Infine era in funzione il sistema di produzione Fortus 400mc, progettato per creare prototipi funzionali, attrezzi per l’assemblaggio e parti finite pronte all’uso.[/box]

Il giocattolo e la bottiglia

Gli stampisti italiani, almeno a quanto ha avuto occasione di notare Davide Ferrulli nel corso della fiera, stanno dimostrando molto interesse per la stampa 3D. Non tanto per quanto riguarda il prezzo inferiore degli stampi, considerato tutto sommato secondario anche se comunque importante, ma per il fatto che possono modificare al volo uno stampo, su richiesta dei loro clienti, e far vedere immediatamente il risultato ottenuto. Il tempo quindi si conferma il fattore chiave che sta tentando gli stampisti. Che in fiera hanno potuto vedere per la prima volta una soluzione completa in grado di creare uno stampo di questo genere. Nelle foto in queste pagine vediamo proprio due stampi, uno per una bottiglietta e uno per una macchinina giocattolo, creati con una Stratasys Objet260 Connex usando ABS digitale per tecnologia PolyJet, il materiale di Stratasys più performante per questa macchina. Si tratta di un materiale costoso, se paragonato a quelli impiegati nelle stampanti 3D amatoriali, perché costa circa 300 euro al chilogrammo contro i 50/60 euro dei materiali più scadenti impiegabili nei modelli desktop, ma la realizzazione di uno stampo richiede caratteristiche estreme nei materiali.

La scelta del materiale

È possibile usare ovviamente anche altri materiali, ma questo comporterebbe una riduzione della vita dello stampo. L’ABS Digitale di Stratasys (o ABS-like), siglato RGD5160-DM, è in effetti un materiale molto interessante perché simula plastiche tecniche di grado ABS, coniugando la resistenza alle alte temperature con un’elevata robustezza. Più precisamente, scendendo nei dettagli tecnici, si tratta di un materiale ad alto impatto (65-80J/m), alta resistenza alla temperatura (65 °C o, dopo trattamento termico, a 90 °C). «Nel caso dell’impiego per lo stampaggio a iniezione bisogna predisporre – precisa Ferrulli – uno spessore maggiorato per permettere di dissipare il calore rapidamente. Nonostante il materiale dello stampo possa resistere fino a una temperatura dichiarata di 90°C, il materiale del prodotto finito avviene a oltre 200° e anche se il contatto con lo stampo è di pochi secondi bisogna prevedere un tempo di ciclo diverso rispetto a quando si usa uno stampo in metallo. In questo caso tra un ciclo e l’altro bisogna aspettare che lo stampo si raffreddi per non comprometterlo». Insomma, una di quelle solite alchimie alle quali gli stampatori sono avvezzi.