Colata a iniezione e stampa 3D

Colata a investimento (processo a cera persa)

Un processo tradizionale, sottrattivo e poi di fusione, per la creazione di parti metalliche di alta precisione.

Come funziona:

• Creazione del modello: Viene realizzato un modello in cera o in termoplastica del pezzo (spesso mediante stampaggio a iniezione).
• Montaggio: Più modelli sono attaccati a un “albero” centrale di cera.”
• Costruzione della conchiglia: L'albero viene immerso ripetutamente in un impasto ceramico, ricoperto di sabbia fine ed essiccato per costruire uno stampo in ceramica spesso e duro.
• Deceratura: Lo stampo viene riscaldato, sciogliendo la cera (da qui “cera persa”).
• Colata: Il metallo fuso viene versato nello stampo in ceramica cavo.
• Rimozione e finitura del guscio: il guscio di ceramica viene staccato e le singole parti vengono tagliate dall'albero, pulite e rifinite.

Vantaggi principali:

• Superiorità dei materiali: Utilizza leghe ingegneristiche reali (titanio, superleghe, acciaio inox) con eccellenti proprietà meccaniche.
• Finitura superficiale: Ottima qualità della superficie direttamente dallo stampo.
• Economia di scala: Efficiente dal punto di vista dei costi per la produzione di volumi medio-alti (una volta realizzato lo stampo).
• Alta precisione: Eccellente per geometrie complesse con dettagli fini (ad esempio, gioielli, pale di turbine).

Limitazione primaria:

• Costi e tempi di allestimento elevati: la creazione di stampi a iniezione in cera è costosa e richiede molto tempo. Non è conveniente per i prototipi o per i volumi molto bassi.

Stampa 3D / Produzione additiva (AM)

Un processo digitale e additivo di costruzione di parti strato per strato a partire da dati di modelli 3D.

Tecnologie rilevanti per questo confronto:

• SLA/DLP: utilizza un laser o un proiettore per polimerizzare la resina liquida. Dettagli elevati.
• Jetting del materiale: Gocce e fotopolimero a polimerizzazione UV. Dettaglio elevato.
• SLS/Binder Jetting: Fonde polvere di nylon o lega sabbia/alcuni metalli.

Vantaggi principali:

• Libertà di progettazione: Complessità senza pari (reticoli, canali interni, forme organiche).
• Zero utensili, configurazione rapida: Perfetto per prototipi e pezzi unici. I file digitali guidano direttamente la produzione.
• Consolidamento dell'assemblaggio: Può stampare un singolo pezzo che sostituisce più componenti assemblati.
• Personalizzazione: Ideale per articoli su misura e specifici per il paziente (ad esempio, impianti medici).

Limitazioni primarie:

• Vincoli dei materiali: Dominano i materiali termoplastici e le resine ingegneristiche; i metalli di qualità sono costosi e spesso presentano limitazioni in termini di dimensioni, finitura superficiale o isotropia.
• Velocità su scala: Processo seriale, solitamente più lento per la produzione di alti volumi.
• Post-lavorazione: Spesso richiede la rimozione del supporto e la finitura della superficie.

Conclusione: Non si tratta di “o” o “o”, ma di "e".”

Avete bisogno di 1-50 pezzi, urgentemente, con una geometria complessa? Utilizzate la stampa 3D (probabilmente in resina o nylon).

Avete bisogno di 1-50 pezzi in un metallo ad alte prestazioni? Utilizzate la stampa 3D + la microfusione (stampate i modelli).

Avete bisogno di oltre 10.000 pezzi in una lega metallica standard? Utilizzate la tradizionale microfusione con modelli in cera stampati a iniezione.

Avete bisogno di parti metalliche altamente personalizzate, dense e di estrema complessità? Considerate la stampa 3D diretta del metallo (come DMLS/SLM), anche se a costi più elevati.

Considerateli come un continuum nella fabbricazione digitale. La stampa 3D eccelle per agilità e complessità senza utensili, mentre la microfusione eccelle per volume e prestazioni del materiale. Combinandoli, i produttori ottengono il meglio di entrambi i mondi: flessibilità digitale e metallurgia superiore.