Prototipazione con la stampa 3D PolyJet

Utilizzate PolyJet per combinare le proprietà flessibili e quelle rigide nei prototipi di componenti bimateriale.

PolyJet è in grado di combinare diverse proprietà dei materiali quali colori e durezze in un unico pezzo. È una soluzione economicamente efficace per la prototipazione del design di pezzi in materiali elastomerici e destinati al sovrastampaggio poiché non richiede utensileria.

PolyJet è una delle poche tecnologie di stampa 3D industriale che utilizza materiali multipli durante la realizzazione in un'unica fase, nonché una delle poche in grado di stampare questi materiali insieme, in un unico strato. Inoltre, si possono combinare colori e livelli di durezza diversi, sempre in un unico strato, il cui spessore è di appena un quarto rispetto a quello di un foglio di carta standard.

PolyJet impiega un processo di getti con il quale goccioline di fotopolimero liquido, chiamate voxel, vengono nebulizzate da ugelli multipli su una piattaforma di stampa e polimerizzate in strati che formano i pezzi in elastomero. Questo approccio digitale offre una precisione eccellente, così come la capacità di modificare strategicamente le proprietà dei materiali in un modo mai possibile prima d'ora.

Siete pronti a stampare qualche pezzo con PolyJet? Prima di caricare il vostro modello di pezzo, qui trovate un manuale introduttivo a questa tecnologia:

Informazioni tecniche
Un breve sguardo ai settori industriali che utilizzano questa tecnologia e ai motivi che li portano a farlo
Testo sui pezzi
Il testo di base del design di pezzi
Dove e quando dovreste usare PolyJet

Informazioni tecniche

PolyJet viene utilizzata dal 2005 ed è una tecnologia matura, ormai ben consolidata. Come con gli altri processi di stampa 3D, realizza i pezzi dal basso verso l'alto, uno strato alla volta. Ma qui finiscono le caratteristiche che la accomunano agli altri processi. PolyJet utilizza una testina di stampa dotata di ugelli multipli che nebulizzano minuscole goccioline di fotopolimero liquido del diametro di 42 micron, formando strati dello spessore di appena 30 micron. Questi strati vengono polimerizzati rapidamente da una fonte luminosa a raggi ultravioletti. Il materiale di supporto viene stampato allo stesso tempo, per cui i pezzi realizzati con PolyJet sono indipendenti. Quando la stampa è completa, il pezzo viene sottoposto a un bagno rapido in una soluzione chimica, sciogliendo i supporti e lasciando superfici lisce e precise.

Uno degli aspetti più particolari di PolyJet è la sua capacità di replicare diversi polimeri, inclusa la gomma siliconica liquida (LSR) e l'ABS. E c'è di più: questi materiali possono essere stampati in una gamma di livelli di durezza, rendendo PolyJet la scelta ideale, ad esempio, per la prototipazione di una scatola sovrastampata per componenti elettronici o del coperchio di un alloggiamento con una tenuta incorporata, in un'unica fase o operazione della macchina.

Chi utilizza PolyJet?

In parole semplici, PolyJet è un'opzione fantastica per tutti coloro che richiedono una modalità rapida, flessibile e precisa per prototipare pezzi, ma necessitano anche della capacità di incorporare diversi livelli di durezza e/o colori di materiale in un'unica realizzazione.

Un produttore automobilistico si potrebbe avvalere di questo processo per la prototipazione di tenute in gomma e guarnizioni semirigide, selezionando digitalmente il materiale della durezza “giusta”. Il settore medicale potrebbe utilizzare questa tecnologia per la prototipazione di impianti ortopedici e protesi dentali per i test di forma o creare manici morbidi o campioni di strumenti chirurgici in plastica rigida.

Gli alloggiamenti bitonalità per componenti elettronici, con coperchi in plastica trasparente, le cinghie flessibili utilizzate con le attrezzature per atletica, componenti complessi di apparecchi e scatole a incastro, dalle caratteristiche fini ma flessibili, non sono che alcuni esempio delle opportunità offerte dalla prototipazione con PolyJet di articoli di consumo e industriali.

Il testo di base

Sembra fantastico, ma qual è l'inghippo? È piuttosto facile seguire le regole di Protolabs per il design dei pezzi da stampare 3D con PolyJet:

Le dimensioni massime dei pezzi sono 490 mm x 390 mm x 200 mm (Stratasys OBJET 500 Connex 3)
Le dimensioni minime delle caratteristiche dei pezzi stampati con PolyJet sono 0,3 mm in qualsiasi direzione. Le pareti senza sostegno e le caratteristiche dei pezzi possono avere un diametro minimo anche di 0,75 mm ma quelle dei pezzi utilizzati in modo funzionale o portanti dovrebbero avere un diametro di almeno 1,0 mm. Inoltre, l'altezza di queste caratteristiche dipende in parte dal materiale e dalla geometria del pezzo, ma occorre evitare pareti indipendenti molto alte o borchie, che si possono danneggiare durante la rimozione del supporto
Anche se PolyJet è in grado di produrre dettagli fini, occorre ricordare che la tolleranza dimensionale in lunghezza e larghezza è ±0,1 mm più ±0,001 mm/mm. Il vostro risultato può variare, a seconda della geometria del pezzo e del materiale usato.
È difficile rimuovere il materiale di sostegno su fori, fessure e canali molto più piccoli di 0,75 mm di diametro, particolarmente quelli con un rapporto altezza-larghezza di 4:1 o superiore. Infatti, caratteristiche anguste come queste potrebbero non funzionare bene per cui occorre considerare questo aspetto nel design del pezzo. Inoltre, potreste essere tentati di inserire alcun fori di scarico (che consentono al materiale di supporto di fuoriuscire dalle cavità interne) nelle geometrie sprovviste di aperture e completamente chiuse come l'interno di un cubo o una sfera. Non ci sono problemi, se decidete di farlo, a condizione che i fori siano sufficientemente grandi per consentire il risciacquo del materiale di supporto, ma se non avete un motivo specifico, lasciateli pieni. È probabile che non notiate neppure il materiale di supporto al loro interno.
I prototipi dei pezzi sovrastampati o di quelli con materiale di tenuta integrale, per esempio una maniglia morbida al tatto o un coperchio contenente una superficie sigillante di un materiale simile alla gomma, non dovrebbero avere alcuno spazio circostante o un accoppiamento bloccato massimo di 0,05 mm. Se lasciate degli spazi vuoti i componenti si potrebbero rompere, obbligandovi a riprogettarli e a ristamparli e causando perdite di tempo nel ciclo di sviluppo.

Vantaggi: Cosa può fare per voi PolyJet?

Protolabs utilizza macchine "OBJET 500 Connex 3 di Stratasys " in grado di realizzare i pezzi in una vasta gamma di livelli di durezza, da quelli molto duri a quelli più morbidi con un valore Shore A pari a 30A (simile alle solette in gel per le scarpe). Per conferire resistenza all'usura e alla trazione; le opzioni di colore standard sono nero, bianco e trasparente.

Come per i design dei pezzi sovrastampati, assicuratevi di caricare ogni pezzo di un assemblaggio “multicomponente” con il suo file CAD distinto, insieme ad uno contenente l'intero assemblaggio. Selezionate la durezza, il colore e la quantità di materiale e riceverete un preventivo istantaneo. Una volta ordinati, i pezzi vengono solitamente spediti entro 1-3 giorni lavorativi.

Per riepilogare, se state progettando un pezzo da sovrastampare, PolyJet fa per voi. Avete bisogno della prototipazione di un pezzo stampato a iniezione in due fasi? Date uno sguardo a PolyJet. Avete bisogno di un pezzo rigido in un'area ma flessibile in altre, o traslucido in alcune e opaco in altre? PolyJet potrebbe essere il processo adatto a realizzare il vostro prodotto. State lavorando su un prototipo in gomma siliconica liquida? Ebbene sì, anche in questo caso potete avvalervi di PolyJet.

Come sempre, sentitevi liberi di contattare uno dei nostri tecnici specializzati, per qualsiasi domanda, al numero 0321 381211 o all'indirizzo [email protected].