La stampa 3D può sostituire lo stampaggio a iniezione?

Quando si tratta di parti in plastica, lo stampaggio a iniezione e la stampa 3D sono due dei processi produttivi più comunemente utilizzati per la produzione. Quando state valutando il vostro prossimo progetto di componenti, probabilmente avete delle domande su quale di questi processi sia il più adatto al vostro progetto. In questo articolo confrontiamo lo stampaggio a iniezione con la stampa 3D e rispondiamo alla domanda se la stampa 3D possa effettivamente sostituire lo stampaggio a iniezione.

Che cos'è la stampa 3D?

La stampa 3D è un processo di produzione additiva che costruisce parti e prototipi strato per strato nella stampante. La stampa 3D produce pezzi ricevendo istruzioni di progettazione al computer e stampando poi il pezzo con filamenti o polveri.

Che cos'è lo stampaggio a iniezione?

Lo stampaggio a iniezione è un processo di produzione in cui il materiale fuso viene versato in uno stampo che è l'inverso del progetto del pezzo. Dopo che il materiale fuso si è raffreddato, diventa solido nello stampo e lo stampo viene rimosso lasciando il pezzo fabbricato.

Volume di produzione

Il volume di produzione è uno dei fattori più importanti da considerare quando si decide quale processo è adatto al proprio progetto. Lo stampaggio a iniezione è molto conveniente per la produzione di volumi elevati, generalmente definiti come 1.000 pezzi o più per tiratura. D'altro canto, per volumi di produzione inferiori, la stampa 3D tende a essere la soluzione più conveniente. Ad esempio, i processi di stampa 3D come FDM o SLS che utilizzano plastiche economiche come ABS, PC e Nylon sono ottime opzioni per la produzione di piccole quantità di pezzi, indipendentemente dal fatto che i pezzi siano identici o meno. Per produzioni di medie dimensioni, la stampa 3D MJF è un'opzione da prendere in considerazione per la sua economicità e per le operazioni relativamente scalabili.

Geometrie e caratteristiche complesse

Lo stampaggio a iniezione, per sua natura, richiede la realizzazione di uno stampo in base al progetto del pezzo. Gli ingegneri e i progettisti di prodotti sanno bene che la creazione di modelli CAD per lo stampaggio a iniezione non è un compito facile e che ci sono molti fattori da gestire. Ad esempio, la presenza di angoli retti nel pezzo rende molto difficile rimuoverlo dallo stampo e anche le caratteristiche intricate con dettagli sottili devono essere rimosse dagli stampi con estrema attenzione. Tutti questi fattori fanno sì che lo stampaggio a iniezione sia in difficoltà quando si tratta di produrre pezzi con design e complessità geometrica. La stampa 3D, invece, è in grado di produrre parti complesse in modo straordinario. Indipendentemente dalla complessità delle caratteristiche, la stampa 3D è in grado di produrre questi pezzi con grande facilità. Pertanto, se il vostro pezzo è complesso e il suo design non può essere adattato per la compatibilità con lo stampaggio a iniezione, è meglio produrre il vostro pezzo con la stampa 3D.

Tempi di realizzazione

In generale, lo stampaggio a iniezione ha tempi di consegna più lunghi a causa dei perfezionamenti di progettazione necessari per costruire lo stampo corretto. Per questo motivo, lo stampaggio a iniezione può richiedere fino a 2-3 settimane. La stampa 3D, invece, è molto più veloce. Infatti, una volta inviati i progetti, il pezzo stampato in 3D può essere consegnato in pochi giorni.

Modificare il progetto durante la produzione

Dopo aver impostato uno stampo per l'iniezione, è necessario un notevole dispendio di tempo e denaro per tornare indietro e modificare lo stampo. Per questo motivo, la modifica e la personalizzazione di alcune caratteristiche del pezzo possono risultare difficili con lo stampaggio a iniezione. Per i prototipi e le parti che devono essere modificate in corso d'opera, la stampa 3D è una soluzione molto migliore, perché è sufficiente modificare il file CAD, che viene poi caricato nella stampante 3D.

Resistenza dei pezzi

Uno dei maggiori vantaggi dello stampaggio a iniezione è che i pezzi vengono prodotti con un unico strato di colata. Questa struttura coesiva aggiunge forza ai pezzi perché ci sono meno punti di debolezza. Con la stampa 3D, i pezzi vengono stampati strato per strato, il che riduce la resistenza complessiva. Infatti, la stampa 3D può causare difetti strutturali che di solito non si verificano con lo stampaggio a iniezione della plastica. Per questi motivi, se la resistenza è una delle priorità principali per il vostro pezzo, è meglio utilizzare lo stampaggio a iniezione per produrre il vostro pezzo, se possibile.

Finitura superficiale

Un altro vantaggio dello stampaggio a iniezione rispetto alla stampa 3D è la finitura superficiale. La ragione è che la stampa 3D produce strati evidenti nel pezzo, che causano una superficie un po' ruvida. Questa rugosità può essere problematica per alcune applicazioni che sfregano tra loro, come le parti di una macchina. Per queste applicazioni, è necessario eseguire una post-elaborazione della stampa 3D per ottenere una superficie liscia. Al contrario, nello stampaggio a iniezione non ci sono strati multipli e quindi la superficie delle parti stampate a iniezione è molto liscia. Per questi motivi, se il vostro pezzo deve avere una finitura superficiale liscia, è più facile usare lo stampaggio a iniezione invece della stampa 3D.

Spreco di materiale

La stampa 3D richiede l'uso di strutture di supporto per produrre alcune parti. Di conseguenza, nella produzione di grandi volumi può verificarsi un notevole spreco di materiale, poiché queste strutture di supporto vengono rimosse. Questo spreco di materiale si traduce in un aumento dei costi del progetto. Al contrario, lo spreco di materiale nello stampaggio a iniezione è minimo, perché si versa solo il materiale necessario per riempire lo stampo. Per questi motivi, per la produzione di grandi volumi lo stampaggio a iniezione è superiore alla stampa 3D perché si spreca meno materiale.

 

A volte ci si chiede se la stampa 3D possa sostituire lo stampaggio a iniezione. La risposta breve è no. La verità è che ciascuno di questi processi produttivi presenta vantaggi distinti rispetto all'altro. Ciò significa che la scelta tra lo stampaggio a iniezione e la stampa 3D deve essere fatta caso per caso, in base alle priorità specifiche di ogni pezzo.