Nella nostra Printing Room nella sede di Bologna, abbiamo diverse stampanti 3D professionali finalizzate alla ricerca e lo sviluppo, che ci permettono anche di mostrare in modo immediato ai nostri clienti cosa significa lavorare con le tecnologie additive.
Siamo andati a guardare da vicino e abbiamo chiesto ai nostri esperti di darci una panoramica delle tecnologie e soluzioni che l’Additive Manufacturing offre.
Nel mostrarci i vantaggi e i vincoli delle stampanti HP e MarkForged, la distinzione principale che i nostri tecnici ci hanno evidenziato è che HP utilizza la polvere mentre MarkForged il filamento. Oltre a queste, sono emerse numerose altre distinzioni tecnologiche.
HP Jet Fusion 3D 4200 – Tecnologia, vantaggi e svantaggi
HP ha sviluppato tre stampanti di punta: la serie 4200, la 5200 e 580.
La HP Multi Jet Fusion 3D 4200 può definirsi un vero e proprio impianto perché è composto dalla stampante – la cui funzione è quella di andare a depositare la polvere di PA12, ossia nylon- , dalla processing station, che ha la funzione di raffreddare il pezzo e di ricaricare la terza parte dell’impianto, la build unit, che è una sorta di carrellino mobile dentro al quale vengono creati i pezzi.
La 4200 presente nella nostra 3D printing room è dotata di due build unit perché si tratta di un impianto con set-up da produzione industriale. Avere due build unit le consente di lavorare a ciclo continuo: mentre una build unit è dentro alla stampante e quindi sta realizzando i pezzi, l’altra è all’interno della processing station in raffreddamento, in attesa di tirare fuori i pezzi pronti. La macchina stampa il pezzo dentro al carrellino e la stazione di caricamento e raffreddamento aspira la polvere non fusa rimasta al suo interno.
I pezzi appena stampati risultano ancora ricoperti di materiale superfluo, per questo successivamente devono essere sabbiati.
Post processing e sabbiatura
Una particolarità importante di HP è che a differenza delle stampanti MarkForged, necessita un post processing: per arrivare ad avere in mano il pezzo finito bisogna passare dalla sabbiatrice, che è una camera chiusa ermetica, con due fori per le braccia, uno sportello per inserire i pezzi e un vetro trasparente per poter vedere all’interno.
Il pezzo, una volta raffreddato, presenta del PA12 superfluo attaccato esternamente. Viene quindi avvitato il post processing: il pezzo è inserito nella sabbiatrice, dentro alla quale gli viene spruzzato un mix di aria in pressione e di granelli abrasivi (corindone), così da pulirne la superficie.
Questo è l’effetto prima e dopo:
Materiali della 4200
Uno dei punti di forza della 4200 è la possibilità di stampare più materiali.
Il materiale principale di HP è il PA12, ossia poliammide di nylon, ma è possibile anche stampare in un materiale più rigido che si chiama PA12 GB, ossia Glass Balls, perchè ha un 40% di microsfere di vetro, elemento che permette una miglior tenuta meccanica e una maggior resistenza al calore. Inoltre da pochi mesi a questa parte HP ha introdotto la possibilità di stampare anche del TPU, ossia un elastomero. In questo piccolo video è evidente la resa di questo polimero elastico:
La resa finale del pezzo è dovuta non solo dalla scelta del materiale, ma è possibile ottenere diversi livelli di resistenza e elasticità anche sulla base alla geometria dell’oggetto.
Un oggetto realizzato col PA12 può risultare più o meno elastico giocando sulla sua struttura geometrica, infatti sulla base dello spessore che si attribuisce al pezzo in fase di progettazione, il materiale reagisce in modo diverso. Ad esempio creando una struttura massiccia è possibile ottenere un’alta resistenza, mentre se si dà alla parete uno spessore sottile si ottiene più elasticità.
Velocità di produzione
Il maggior vantaggio di HP è di essere tra le tecnologie di produzione additiva più efficaci dal punto di vista del tempo. L’area di lavoro a disposizione è estesa: il gruppo delle testine e il gruppo delle lampade di fusione in una passata unica coprono tutta l’area di lavoro a disposizione.
Se nel piano della 4200 si vogliono produrre 50 pezzi, questa è la sequenza: prima passa la testina che deposita l’agente di fusione e quello di dettaglio, successivamente il gruppo di lampade di fusione scalda tutti i 50 pezzi nello stesso momento. Che si vogliano produrre 1 o 50 pezzi, in ogni caso in 8 secondi è possibile nello stesso momento fondere tutta la superficie a disposizione nella camera di lavoro. Se volessimo produrne lo stesso quantitativo con la tecnologia a filamento, sarebbe necessario creare un pezzo alla volta. Produrre i pezzi a filamento aumenta di molto i tempi di produzione, se consideriamo che la l’estrusore della MarkForged che deposita il materiale ha un diametro di 0,4 mm.
Per fare un esempio concreto, con la HP Multi Jet Fusion 3D 4200 è possibile creare uno strato di portachiavi come questo:
in 1 ora di stampa e 2 ore di raffreddamento, ottenendo 300 pezzi finiti. Mentre se si volesse produrre con la MarkForged lo stesso quantitativo di pezzo, probabilmente 5 giorni non basterebbero.
Approfondiremo ulteriormente anche le caratteristiche delle altre stampanti professionali HP le stampanti MarkForged.
Per chi avesse il desiderio di approfondire, contattateci.
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