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E’ possibile confrontare tecnologia 3D e 5 assi?
Le tecnologie additive hanno visto un continuo sviluppo negli ultimi anni per quanto riguarda le caratteristiche del loro processo produttivo. L’Additive Manufacturing nasce negli anni 80 con le prime stampanti relative alla stereolitografia, processo che consentiva di ottenere rapidamente un oggetto 3D partendo da un file STL di partenza.
Tutte le tecnologie additive si basano ancora oggi su quel concetto: aggiungere materiale strato su strato ricreando il solido 3D di partenza, ma le caratteristiche dei componenti finali col tempo si sono evolute.
Oggi infatti si arriva a produrre oggetti in materiale plastico e metallico che garantiscono alte performance e quindi stanno entrando a far parte del mondo produttivo a tutti gli effetti, abbandonando un po’ quello che era il concetto iniziale della tecnologia, ovvero la creazione di soli prototipi.
Per alcuni anni, data la velocità con cui le tecnologie additive si evolvevano, si è anche creduto che col tempo queste avrebbero potuto sostituire le tecnologie tradizionali di asportazione truciolo.
La tecnologia 3D può sostituire tecnologie tradizionali di asportazione truciolo?
Come per ogni tecnologia produttiva, bisogna essere capaci di cogliere sia i vantaggi che i limiti che l’Additive può offrire.
Di seguito un sintetico confronto parallelo fra le tecnologie additive e quelle sottrattive, che ci aiuterà a rispondere alla questione, giungendo a conclusioni forse diverse da quelle che spesso troppo semplicisticamente vengono sostenute:
Additive manufacturing
Subtractive Manufacturing
- Aggiunge materiale strato su strato per creare l’oggetto finale (tecnologia “green” con ridotto materiale di scarto)
- Rimuove materiale da un blocco iniziale per giungere all’oggetto finale (elevata quantità di materiale di scarto e trucioli)
- La suddivisione in strati (“layer”) spesso dona all’oggetto finale una rugosità eccessiva che necessita di processi di pallinatura, burattatura o di una ripresa meccanica.
- Si riescono ad ottenere diverse rugosità superficiali in relazione a quelli che sono i requisiti del progetto (fino lucidatura a specchio)
- Possono essere riprodotte geometrie complesse, canali interni di varie forme in modo semplice e rapido
- Alcune geometrie particolari come i canali interni conformali sono e restano impossibili da realizzare per asportazione anche con macchinari a 5 assi pur restando possibile la ripresa di alcuni sottosquadri e/o geometrie anche molto complesse.
- La velocità di produzione, che consente di aggiungere uno strato sull’altro per ottenere l’oggetto finito, non è molto elevata; comunque dipende da tecnologia e materiali in uso
- L’asportazione di materiale è solitamente più rapida e veloce delle tecnologie additive
- Tolleranze dimensionali e geometriche nell’ordine del decimo di millimetro (nei casi migliori si può arrivare ad alcuni centesimi) e possibili deformazioni legate al processo tecnologico. Necessarie riprese meccaniche per avere migliori precisioni.
- Possibili tolleranze dimensionali e di forma decisamente migliori rispetto all’additive. Con fresatrici di precisione si possono ottenere errori di costruzione fino a pochi micron.
- Ben si prestano alla produzione di piccoli lotti, con oggetti di dimensioni ridotte (ad es. settore dentale per tecnologia DMLS)
- Tecnologie adatte alla produzione di massa ma anche alla produzione di lotti di dimensioni piccoli e/o variabili. Possibile su qualsiasi dimensione del pezzo di lavoro.
- Le operazioni di carico e scarico macchina sono le uniche in cui l’operatore interviene, a monte è tutto regolato da un progettista che gestisce un software per la produzione dei file di macchina. La produzione inoltre è senza presidio e le macchine possono lavorare 24h/24
- L’intervento dell’operatore a bordo macchina è fortemente dipendente dal tipo di automazione presente. Di conseguenza le macchine possono lavorare anche non presidiate 24h/24. Ad ogni modo resta comunque sempre necessario un importante lavoro di programmazione del pezzo per l’esecuzione in macchina, il quale generalmente richiede tempi anche molto diversi in funzione della geometria del pezzo e degli obbiettivi finali.
Conclusioni
In conclusione, come si evince dal rapido confronto, non esiste a priori una tecnologia migliore di un’altra se paragoniamo vantaggi e svantaggi di entrambi.
In base alle specifiche di progetto, spesso e volentieri una combinazione delle due può portare al raggiungimento di risultati ottimali.
Le tecnologie additive possono essere considerate come un ulteriore alternativa a quelli che sono i vari processi produttivi adottati nei vari settori dell’industria, dalla meccanica di precisione all’aeronautica, dal medicale al dentale, dagli stampi agli accessori moda e gioielleria.
Quindi la tecnologia Additiva non è sostitutiva, quanto piuttosto complementare a quella Sottrattativa.
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