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17 Febbraio 2022

L’Additive Manufacturing e i vantaggi impliciti di questa tecnologia mettono davanti a molti imprenditori un ampio ventaglio di possibilità tecnologiche: le realizzazioni ottenibili mediante la manifattura additiva e stampa 3D sono oggi di qualità molto elevata e vengono, quindi, impiegate non più solo come prototipi, ma anche come componenti strutturali connotati da elevate performance meccaniche e fisiche garantite dagli stessi materiali con cui vengono realizzati.

In ambito industriale, l’Additive Manufacturing viene spesso utilizzato come primo processo nella produzione di elementi di grande formato che, successivamente, richiedono una ulteriore lavorazione per asportazione per ottenere finiture e tolleranze di elevata qualità. Da qui la necessità di integrare i due processi produttivi in un’unica macchina capace di offrire alle aziende i vantaggi impliciti delle due tecnologie di produzione additiva e sottrattiva.

BEAD è la risposta a questa necessità: una macchina ibrida nata dalla sinergia tra Belotti e CEAD, azienda specializzata nello sviluppo di soluzioni innovative per stampe 3d di grandi dimensioni in materiale composito.

BEAD combina in un unico sistema la velocità e il potenziale creativo dei processi di produzione additiva delle tecnologie di stampa 3d con la precisione e l’affidabilità di un centro di fresatura CNC Belotti. Attraverso l’integrazione di un estrusore CEAD per la produzione additiva (di dimensioni e capacità variabili) in un centro di lavoro CNC Belotti a 5 assi, BEAD permette di produrre pezzi sufficientemente sovradimensionati per essere rifiniti alle tolleranze richieste con tempi e consumi di materie prime inferiori rispetto ai metodi tradizionali.

La produzione additiva incontra la lavorazione a controllo numerico: nuovi orizzonti produttivi necessitano di nuove tecnologie

Come tecnologia di produzione, la Stampa 3D o stampa additiva, sta trovando sempre più largo impiego: rispetto alle tradizionali tecnologie produttive, aiuta infatti a produrre più velocemente, fornendo una maggiore libertà di progettazione e riducendo notevolmente i costi.

La macchina BEAD si inserisce in questo contesto, rendendo possibile la stampa 3D di grandi parti utilizzando materiali termoplastici fibro-rinforzati.
Integrando la flessibilità e la velocità delle tecnologie di produzione additiva con la precisione di una lavorazione di fresatura a controllo numerico, BEAD offre alle aziende una soluzione tecnologica innovativa, flessibile e personalizzabile.

Da sola, la produzione additiva su larga scala non può fornire la finitura e le tolleranze garantite dalle lavorazioni per asportazione.
D’altra parte, il processo di fresatura è accompagnato da un grande scarto di produzione che deve essere smaltito e che, alla fine, impatta sull’economia della produzione.

La combinazione di produzione additiva e sottrattiva offre dunque il meglio dei due mondi: la produzione additiva consente infatti di ridurre notevolmente i tempi di lavoro rispetto ai processi di fresatura, mentre questi ultimi assicurano precisione di lavorazione e ripetibilità.

I rispettivi vantaggi offerti dalle due tecnologie

Riassumendo, possiamo mettere a confronto i vantaggi apportati dalle due tecnologie:

Stampa 3D

  • Libertà di progettazione
  • Forma quasi finita
  • Automazione
  • Materiali riciclabili

Fresatura CNC

  • Superficie levigata
  • Tolleranze
  • Automazione
  • Precisioni

BEAD racchiude in sé tutti questi vantaggi e può essere configurata in diversi modelli in base ai volumi di stampa, alla portata di estrusione e agli orientamenti di stampa richiesti.

I settori di applicazione dell’Additive Manufacturing

I settori che hanno fatto da volano allo sviluppo delle tecnologie di stampa 3d sono l’automotive e l’aeronautico. Settori con i quali Belotti si interfaccia fin dalle origini e che riconoscono a Belotti un indiscutibile primato tecnologico. Le applicazioni dei processi di produzione additiva ampliano molto gli scenari di destinazione applicativa e, la scelta di Belotti di integrare all’interno della propria offerta la produzione additiva, va in questa direzione.
Le potenzialità applicative di questa tecnologia sono infinite: i primi settori di destinazione sono l’automotive, l’aerospaziale, la nautica e il design, per i quali sono stati prodotti stampi, modelli, utensili e pezzi finiti.

Le caratteristiche tecniche di BEAD e i principali vantaggi

BEAD è una soluzione tecnologica che presenta le seguenti caratteristiche:

  • Integrazione dei processi di produzione additiva e sottrattiva in un’unica soluzione ibrida
  • Stampa a 5 assi di geometrie complesse
  • Orientamento a 45° dell’estrusore
  • Portata di estrusione da 12 kg/h a 80 kg/h per soddisfare le diverse esigenze dell’industria e i relativi volumi di stampa
  • Temperatura massima di estrusione fino a 400°C per stampare materiali ad alte prestazioni
  • Elettromandrino da 15 a 42 kW
  • Precisione di fresatura fino a 0,01 mm/m (lineare) e +/- 12 arcsec (rotazionale)
  • Cambio utensile da 8 a 60 posizioni per le lavorazioni di fresatura.

Vantaggi:

  • Eliminazione del lavoro manuale per un processo più automatizzato: da una geometria CAD alla produzione dello stampo senza la realizzazione di un modello
  • Minor investimento
  • Ottimizzazione dello spazio rispetto alle singole tecnologie
  • Tempi di consegna più brevi e costi di produzione ridotti
  • Meno materiale usato e di scarto per una produzione più efficiente
  • Maggiore sostenibilità grazie all’utilizzo di materiali riutilizzabili e riciclabili

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L’orientamento a 45 gradi dell’estrusore

BEAD si differenzia dalle altre soluzioni presenti sul mercato delle tecnologie di stampa 3d perché consente di scegliere tra diverse orientazioni di stampa. Oltre alla tradizionale stampa a 90°, con BEAD è possibile orientare l’estrusore di stampa a 45°, permettendo di stampare anche forme completamente chiuse senza supporti, riducendo i tempi di stampa e migliorando l’adesione degli strati, mediando le proprietà meccaniche e termiche del materiale.

Grazie a questo particolare plus tecnologico si:

  • utilizza meno materiale: nessun supporto per sottosquadra
  • impiega meno tempo: migliore adesione tra gli strati
  • ottengono forme completamente chiuse.

I materiali lavorabili

La soluzione BEAD è in grado di stampare e lavorare materiali termoplastici rinforzati con fibre di diversa tipologia (dal vetro al carbonio alle fibre naturali) e può quindi essere impiegata per la realizzazione di parti strutturali anche di grandi dimensioni, successivamente rifinite grazie alla lavorazione a controllo numerico. BEAD processa granuli di diverse tipologie di polimeri termoplastici: dai semplici PP, PETG fino ai polimeri ad alte prestazioni come PESU, PEEK. A differenza delle materie plastiche termoindurenti, quelle termoplastiche sono riciclabili e riutilizzabili, rendendo il processo più sostenibile e meno impattante per l’ambiente.

I motivi del successo dell’Additive Manufacturing

I principali motivi che spingono le industrie a rivolgersi al mondo dell’Additive Manufacturing sono legati ai seguenti driver produttivi:

  1. l’aggiornamento della propria dotazione produttiva attraverso l’esplorazione delle tecnologie emergenti;
  2. la costante ricerca di un modo più efficiente di produrre;
  3. la riduzione dei tempi di output delle attività di Ricerca e Sviluppo;
  4. l’incremento della flessibilità produttiva.

L’integrazione della produzione additiva con la lavorazione di fresatura a controllo numerico aderisce in modo ancor più puntuale a questi driver. Ai vantaggi offerti tecnologie di stampa 3d si aggiungono i vantaggi della lavorazione per asportazione: precisione, ripetibilità, velocità di esecuzione. Mettendo in un’unica tecnologia la produzione additiva e sottrattiva si esce dallo stretto perimetro della prototipazione, per entrare nel mondo della produzione industriale in serie su larga scala.

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