Termoformatura trasformata

In che modo gli stampi stampati in 3D trasformano i processi di termoformatura con ottimizzazione di tempi e costi.

A causa delle interruzioni della fornitura, i produttori si rivolgono alla produzione additiva (AM) per accelerare i processi di produzione mantenendo la qualità e riducendo i costi. Molte aziende di termoformatura della plastica stanno ora sfruttando l’AM per assistere nei tradizionali processi di termoformatura e sottovuoto, rendendoli più veloci, più economici e più agili.

Nei processi di termoformatura convenzionali, i materiali in fogli di plastica vengono modellati su stampi, spesso con l'ausilio del vuoto, per produrre la parte finale. Gli stampi possono essere prodotti in diversi modi, incluso l'utilizzo di ceramica colata e la lavorazione CNC di metalli, legno, pannelli per utensili o scultura manuale del legno. Per creare la forma desiderata, questi processi sottrattivi rimuovono selettivamente il materiale da un blocco o da una billetta con un mandrino.

In alternativa, i metodi AM costruiscono la parte strato per strato. Questo viene fatto utilizzando una vasta gamma di polimeri, inclusi materiali termoplastici standard e ad alte prestazioni, termoindurenti, resine caricate e fotopolimeriche e persino metalli. Gli stampi prodotti in modo additivo offrono libertà di progettazione rispetto ai mezzi convenzionali. La produzione additiva aumenta inoltre l’efficienza, producendo uno stampo o un prototipo in poche ore o giorni, mentre la produzione tradizionale spesso richiede settimane e mesi.

È importante considerare quale tecnica di stampa 3D è più adatta per la produzione dello stampo. Per pezzi di medie e grandi dimensioni, l’estrusione di pellet ha dimostrato numerosi vantaggi, tra cui la capacità di ottimizzare i tempi, ridurre i costi di produzione degli stampi e flessibilità di produzione.

I pellet termoplastici sono considerati la materia prima più economica per l'AM, fino a 10 volte inferiore rispetto ad altri materiali di stampa, come il filamento termoplastico. Oltre al risparmio sui costi dei materiali, le stampanti 3D per estrusione di pellet possono stampare stampi fino a 1270 x 1270 x 1820 mm (50 x 50 x 72 pollici) utilizzando materiali ad alte prestazioni e ad alta temperatura a velocità che raggiungono mezzo metro al secondo.

Per ottenere una parte finale di alta qualità, gli stampi di produzione con stampa 3D per la termoformatura richiedono di ridurre al minimo la distorsione dello stampo. Le aziende di termoformatura come Duo Form, ad esempio, hanno convalidato i pellet di policarbonato riempiti di vetro come materiale collaudato per tali applicazioni, insieme ai pellet di ABS riempiti di fibra di carbonio e persino ad alcune materie prime per pellet di nylon come materiali per stampi utilizzabili.

Quando si seleziona una materia prima in pellet per gli stampi AM è necessario considerare diversi fattori: lo spessore del foglio finale in formazione, i requisiti di temperatura del materiale finale e la disponibilità e il costo delle materie prime in pellet. Ad esempio, quando si utilizza uno spessore più sottile come foglio formato finale, sono accettabili materiali per stampi a temperatura più bassa, come i pellet di CF-ABS. Per le applicazioni che richiedono uno spessore maggiore o un materiale in foglio finale a temperatura più elevata, per la stampa dello stampo è necessario utilizzare materie prime in pellet a temperatura più elevata, come GF-PC o materiale in nylon riempito.

Un altro vantaggio è la capacità di sfruttare una superficie porosa della parte stampata, consentendo al vuoto di passare attraverso uno stampo senza dover utilizzare strumenti speciali per realizzare i fori per il vuoto. Secondo Duo Form, la natura porosa intrinseca degli stampi stampati in 3D presenta un vantaggio significativo quando si utilizza la stampa 3D con estrusione di pellet nel processo di produzione degli stampi. A seconda della parte termoformata finale prevista, potrebbe essere importante dare priorità al flusso del vuoto attraverso determinate zone dello stampo per poter ottenere il risultato desiderato del processo di formatura. Questo obiettivo può essere raggiunto regolando i parametri del percorso utensile prima della stampa.

Duo Form, leader statunitense nella termoformatura per molti settori, sta compiendo sforzi continui per innovare i propri processi per ridurre tempi e costi, consentendo all'azienda di servire meglio i clienti e acquisire nuovi affari. Per integrare questa tecnologia nel suo processo di produzione, Duo Form ha collaborato con 3D Systems. AM ha offerto all’azienda maggiore agilità stampando in 3D stampi di produzione, strumenti e campioni rappresentativi per la termoformatura e la formatura sotto vuoto.