Prototipazione in silicone, stampa 3D o stampo effimero?

Un prototipo in silicone come realizzarlo?
Serve una fase di studio approfondita, ma anche una produzione di prova: la realizzazione di uno stampo pilota può essere costosa sia in termini economici che di tempo.
Nel nostro laboratorio FABLAB i tecnici ed i disegnatori lavorano in stretta sinergia per trovare sempre nuove soluzioni efficaci ed efficienti.

Tre tecnologie ormai consolidate sono:
1) SiO-Shaping 1601 la stampa 3D del silicone con reticolazione UV;
2) SiO-Shaping 2201 la stampa 3D del silicone con polimerizzazione con una fonte di calore o stampo effimero.

Prima di SiO-Shaping 1601, era impossibile o difficile convalidare un prototipo in silicone. La prototipazione passava attraverso la stampa di un pezzo in plastica o TPU, molto distante dalla flessibilità dei siliconi. Era quindi difficile convalidare una durezza e le proprietà meccaniche.

Invece, ora, grazie alle tecnologie sviluppate possono essere realizzati pochi pezzi senza che debbano essere sostenuti i costi per la realizzazione di uno stampo pilota: solo una volta definito il design ottimale del particolare, anche attraverso diverse modifiche progettuali, si procederà alla realizzazione dello stampo definitivo.

Stampa in 3D SiO-Shaping 1601

Le attività di ricerca e sviluppo ci hanno permesso di sviluppare una tecnologia in grado di eseguire lo stampaggio attraverso il deposito di filamenti di silicone puro al 100%, filamenti vulcanizzati con trattamento UV. Stampare in 3D il silicone rappresenta una bella sfida, date le sue proprietà termoindurenti.
Con questa soluzione si possono realizzare prototipi in silicone stampati in 3D con proprietà simili a quelle del prodotto finale, producendo serie di piccole e medie dimensioni.
Questa soluzione è ideale per la realizzazione di componenti con requisiti intermedi tra stampaggio ed estrusione, anche in applicazioni mediche impiantabili.
Attualmente, è possibile produrre dispositivi con forme complesse e atipiche.
La stampante 3D per silicone SiO-Shaping 1601 permette di produrre articoli di dimensioni massime pari a 205 x 200 x 100 mm utilizzando una mescola siliconica con una durezza compresa tra 30 e 60 Shore A: lo strato di stampa può variare da 0,25 mm a 0,1 mm (100 micron).
Questa tecnologia è adatta alla prototipazione di pezzi singoli (10 pezzi al massimo). 
Essa consente di:
testare il design e le proprietà meccaniche della mescola;
tempi brevi di lavorazione;
minore consumo energetico;
possibilità di testare combinazioni con materiali termosensibili.

Le fasi.
Ricezione del file 3D in formato step o stl.
Meshing. Una volta convalidato il disegno, si procede alla generazione di una rappresentazione poligonale del prototipo da realizzare. Essa è costituita da vertici, spigoli e facce (tipicamente triangoli) che approssimano la forma dell'oggetto. Più è elevato il numero di triangoli, più il disegno è preciso per cui i disegnatori lavorano per aumentarne il più possibile la densità.
Trasformazione del file STL in un file in formato Gcode. Questo linguaggio specifico fornisce alla stampante le istruzioni da seguire per la stampa strato dopo strato. Il G-code è un linguaggio di programmazione che fornisce istruzioni dettagliate alla stampante 3D, indicando: dove muovere l'estrusore, quanto materiale estrudere, a quale velocità e temperatura operare
Stampa. Il file Gcode viene quindi caricato nella stampante. La stampa e la reticolazione avvengono strato dopo strato, e così la reticolazione tramite raggi UV, quindi senza calore.
Controllo qualità. Ogni pezzo viene controllato con un calibro o tramite una telecamera di misurazione, per verificare ogni dettaglio. Le proprietà meccaniche degli articoli così stampati sono identiche al 100% a quelle di un articolo ottenuto per stampaggio per iniezione.
Finitura. Per avvicinarsi il più possibile agli articoli realizzati per iniezione, segue la fase di finitura, lisciatura, ritocco.

Stampa in 3D SiO-Shaping 2201 - Stampo effimero
Questa tecnologia è adatta per la prototipazione di pezzi singoli o piccola serie (fino a 50 pezzi a seconda delle dimensioni) con mescole siliconiche LSR standard o LSR fluorurati.
Rispetto a SiO-Shaping 1601 permette:
lo stampaggio di pezzi più grandi,
la possibilità di utilizzare una gamma più ampia di mescole con svariate durezze,
reticolazione a caldo,caratteristiche tecniche identiche al prodotto finito realizzando il prototipo con la mescola siliconica.

Le fasi
Realizzazione dello stampo. Il nostro ufficio tecnico progetta il piano di stampa dello stampo a partire dai dati del pezzo finale. Lo stampo viene quindi realizzato tramite stampa 3D in plastica.
Stampaggio del pezzo. Una volta realizzato lo stampo, si può procedere allo stampaggio a bassa pressione del pezzo. Lo stampaggio avviene tramite iniezione di LSR (Liquid Silicone Rubber) nello stampo. È possibile stampare pezzi con una durezza compresa tra 10 e 80 shore A.
Vulcanizzazione.
Distacco dallo stampo.

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