Uno degli scenari più frustranti per un responsabile di produzione è ricevere un componente geometricamente complesso, realizzato con la libertà del 3D Printing, per poi scoprire in fase di assemblaggio che "non entra": il pezzo non si monta.
Che si tratti di una sede per un cuscinetto che richiede un accoppiamento ad interferenza o di una flangia che non garantisce la planarità per una tenuta stagna, il problema è quasi sempre lo stesso: la mancanza di una strategia ibrida.
In meccanica, il fallimento del montaggio rappresenta un ritardo ed è un costo che erode il margine del progetto. Capire dove finisce il lavoro della stampante e dove deve iniziare quello della macchina utensile è la chiave per evitare questi sprechi.
La stampa 3D MJF (Multi Jet Fusion) di NIUO ha spostato i confini della produzione, permettendo di realizzare canali interni, strutture reticolari (lattices) e ottimizzazioni topologiche impossibili per la fresatura CNC. Tuttavia, il CNC rimane la soluzione ottimale per la finitura superficiale e della precisione dimensionale millesimale.
Queste due tecnologie non devono essere viste come rivali. Al contrario, convivono in un flusso di lavoro moderno: l'additive "costruisce" la massa e la complessità geometrica, mentre il subtractive interviene chirurgicamente per "rifinire" le aree funzionali.
Perché spesso è necessario il post-processo? I numeri parlano chiaro: oltre il 60% delle applicazioni AM (Additive Manufacturing) industriali richiede post-processi sottrattivi per essere funzionale in settori regolamentati.
Tolleranze dimensionali: la tecnologia MJF è estremamente precisa (tolleranze nell'ordine dei decimi di millimetro), ma la meccanica di precisione richiede spesso tolleranze IT7 o IT8. Un accoppiamento H7 non può essere ottenuto "da macchina" additiva.
Rugosità superficiale (Ra): per applicazioni con scorrimento di fluidi o guarnizioni dinamiche, la finitura superficiale deve essere abbattuta drasticamente rispetto al grado di rugosità naturale della polvere sinterizzata.
Normative ISO e AS9100: nei settori aerospaziale e medicale, la conformità non è opzionale. La combinazione tra la solidità del materiale MJF e la precisione del CNC permette di soddisfare i requisiti più stringenti della norma AS9100, garantendo pezzi certificabili per il volo o per l'uso clinico.
Tutto nasce dal modello digitale. Per un risultato ibrido, il file CAD deve essere progettato con "intelligenza produttiva". Non basta esportare un file per la stampa; bisogna pensare a chi dovrà staffare quel pezzo su un CNC.
L'importanza del formato solido: evitate, se possibile, i file STL per la fase di progettazione delle riprese meccaniche. Un file STEP o IGES permette all'officina di selezionare geometrie precise, archi e piani matematicamente definiti.
Analisi della deformazione: quando analizziamo il vostro CAD, valutiamo l'orientamento di stampa per garantire che le superfici che andranno riprese siano le più stabili e isotrope possibili.
Questo è il cuore tecnico della collaborazione tra progettista e fornitore. Per permettere a un'officina di lavorare un pezzo stampato in 3D, bisogna "aiutarla" già nel disegno:
Definizione dei sovrametalli: sulle facce critiche (es. piani di appoggio o fori da alesare) è indispensabile aggiungere uno spessore di materiale sacrificale, solitamente compreso tra 0.5 mm e 1.2 mm. Questo strato permette all'utensile del CNC di entrare nel materiale in modo costante, eliminando la "pelle" superficiale della stampa e raggiungendo la quota nominale perfetta.
Creazione dei Datum (Punti Zero): un componente stampato in 3D ha spesso forme organiche difficili da bloccare in una morsa standard. Il progettista deve prevedere nel CAD delle superfici di riferimento (Datum) o dei "testimoni" geometrici che permettano all'operatore CNC di fare lo zero pezzo con un tastatore elettronico. Senza questi riferimenti, il rischio di disallineamento tra la forma stampata e la lavorazione meccanica è altissimo.
Prendiamo l'esempio di un cliente che debba ottenere un collettore per alta pressione. Si può produrre in MJF con canali curvi che riducono le perdite di carico (impossibili da forare con CNC).
Tuttavia, le filettature dei raccordi e la sede della valvola principale devono essere perfette per evitare perdite. Il cliente progetta il pezzo con sovrametallo sui fori delle valvole, mentre un fornitore come Niuo può stampare il componente con la massima densità e isotropia.
Successivamente, il cliente gestisce la ripresa dei fori con un alesatore su un centro di lavoro: il risultato sarà un pezzo che pesa il 40% in meno rispetto a uno dal pieno, ma con la stessa affidabilità di tenuta di un componente tradizionale.
Il nostro obiettivo è essere il punto di partenza della vostra eccellenza. Non ci limitiamo a "stampare", ma forniamo la consulenza necessaria affinché i vostri componenti MJF siano pronti per affrontare con successo le sfide della meccanica di precisione. Capire l'ibrido significa smettere di guardare alla stampa 3D come a una tecnologia isolata e iniziare a vederla come un potente semilavorato per l'Industria 4.0.