Qual' è il miglior processo di produzione?

Esistono diversi processi di produzione per materiali plastici, elastomeri e metalli. In questo blog ci concentreremo sullo stampaggio a iniezione, sulla lavorazione CNC e sulla stampa 3D.

Come si presenta il panorama produttivo?

Pur avendo delle similitudini, lo stampaggio a iniezione, la lavorazione CNC e la stampa 3D sono approcci diversi che possono soddisfare esigenze diverse. Alcuni pezzi e prodotti sono più adatti a un servizio piuttosto che a un altro, a causa del materiale utilizzato, della quantità, della finitura superficiale o della funzionalità.
Lo stampaggio a iniezione e la lavorazione CNC sono processi sottrattivi, il che significa che il materiale viene rimosso da un blocco per creare un pezzo. Mentre lo stampaggio a iniezione inietta la plastica fusa in uno stampo scavato, la lavorazione CNC taglia il blocco utilizzando una fresa o un tornio.
La stampa 3D è leggermente più sostenibile perché è un processo additivo. Ciò significa che il materiale viene aggiunto strato per strato per creare un pezzo, il che significa meno rifiuti.

Raggiungi la precisione con la lavorazione CNC.

Perché la lavorazione CNC è un'ottima opzione?

Quando l'alta precisione è fondamentale, la lavorazione CNC è la scelta perfetta. Può produrre pezzi con un'incredibile accuratezza, spesso con una tolleranza di pochi micron. Oltre a essere altamente precisi e accurati, i pezzi prodotti con la lavorazione CNC sono ripetibili, versatili ed efficienti.

Quali sono le principali applicazioni della lavorazione CNC?

La lavorazione CNC trova applicazione nella maggior parte dei settori industriali. Tendenzialmente, è la prima scelta nell'industria aerospaziale e automobilistica per l'utilizzo in parti quali componenti di motori, parti di trasmissioni, pale di turbine, componenti di cellule e altro ancora. Questo non vuol dire che altri settori non la utilizzino: la lavorazione CNC è molto adottata dall'industria medica, dall'industria elettronica e da altre ancora.

 

Design complessi con la stampa 3D

 

Come funziona la produzione additiva?
La produzione additiva, nota anche come stampa 3D, è un termine usato per descrivere diverse tecnologie che costruiscono parti strato per strato. Alcuni esempi di tecnologie di produzione additiva sono la stereolitografia, la sinterizzazione laser selettiva, la sinterizzazione laser diretta di metalli, Multijet fusion di HP e altre ancora.
Alcune macchine per la stampa 3D utilizzano un filamento estruso per produrre parti, mentre altre utilizzano strati per sinterizzare o polimerizzare materiali come polveri metalliche o plastiche e resine liquide.

 

Qual' è la migliore applicazione della stampa 3D nella produzione?
La stampa 3D ha molte applicazioni, ma forse una delle migliori è quella della prototipazione. È veloce, economica e consente una certa flessibilità di progettazione, il che la rende perfetta per testare la funzionalità dei pezzi all'inizio del ciclo di vita del prodotto. Ma la stampa 3D non si limita ai prototipi: è adatta a un'ampia gamma di applicazioni; alcuni usi degni di nota includono utensili e attrezzature, parti personalizzate e su misura, strutture complesse e leggere, parti di ricambio e piccoli lotti di parti per uso finale, come componenti aerospaziali, impianti medici e parti automobilistiche personalizzate.

 

Sia versatile con lo stampaggio a iniezione.

Come funziona il processo di stampaggio a iniezione e qual è il suo ruolo nel ciclo di vita di un prodotto?

Lo stampaggio a iniezione avrà un ruolo cruciale nel ciclo di vita di un prodotto creato con questo processo. 

• Progettazione del prodotto - Anche se il processo non viene utilizzato in questo caso, il pezzo viene progettato tenendo conto dello stampaggio a iniezione. In questa fase, il progettista prende in considerazione la producibilità del pezzo e lavora per garantire che possa essere prodotto con lo stampaggio a iniezione. L’analisi di fattibilità, o DFM, può essere d'aiuto; il software evidenzierà tutte le aree del prodotto che non sono producibili e perché. Evidenzierà anche le aree potenzialmente problematiche, come quelle con pareti troppo sottili o un elemento troppo piccolo. Il DFM supporta anche la progettazione iterativa, consentendo al progettista di continuare a progettare e inviare feedback fino a quando il pezzo non risulta producibile e senza difetti.
• Prototipazione e test - Sebbene la stampa 3D sia la soluzione ideale per la prototipazione, lo stampaggio a iniezione può essere utilizzato anche per produrre prototipi da sottoporre a test funzionali. Da questi test funzionali si può determinare se sono necessarie ulteriori modifiche prima di procedere con la produzione.
• Produzione a basso volume: produzione di piccoli lotti per prove pilota, convalida dei pezzi e feedback dei clienti.
• Crescita / Produzione di alti volumi - tirature su richiesta. Quando il vostro prodotto è completamente testato e lanciato.
• Maturità - per le produzioni più basse/le emergenze della catena di fornitura per colmare il divario.
• Phase out - Produzione in calo, pianificazione della fine del ciclo di vita.

Quali sono i settori che tipicamente traggono vantaggio dallo stampaggio a iniezione?

Lo stampaggio a iniezione è un processo produttivo versatile ed efficiente, utilizzato in un'ampia gamma di settori. La sua capacità di produrre volumi elevati di pezzi complessi e precisi con coerenza e qualità lo rende particolarmente interessante per la maggior parte delle industrie.

Alcuni esempi di come lo stampaggio a iniezione abbia avvantaggiato i settori chiave includono:

• Industria automobilistica - cruscotti, paraurti, pannelli delle portiere, parti di piccoli motori
• Industria di consumo - articoli per la casa, giocattoli, utensili da cucina, contenitori di stoccaggio
• Industria elettronica - alloggiamenti per dispositivi elettronici, connettori, interruttori, componenti vari per smartphone
• Industria medica - strumenti chirurgici, alloggiamenti per apparecchiature mediche, articoli monouso quali siringhe e contenitori
• Industria dell'imballaggio - tappi e chiusure, bottiglie, contenitori, imballaggi per alimenti, bevande, cosmetici e prodotti farmaceutici
• Industria delle costruzioni - infissi, accessori, tubi, pannelli
• Industria aerospaziale - componenti per gli interni degli aerei, parti strutturali leggere
• Industria agricola - componenti per macchinari, componenti per sistemi di irrigazione, parti in plastica utilizzate in agricoltura.
• Illuminazione - lenti, apparecchi, coperture per LED e luci fluorescenti, riflettori.

 

Processi produttivi a confronto.

In questa sezione, confrontiamo i principali processi di produzione e forniamo indicazioni su come decidere il processo migliore per le vostre esigenze.

Lo stampaggio a iniezione è ideale per la produzione di grandi volumi e per geometrie complesse con caratteristiche dettagliate e varietà di materiali. Di solito, il servizio si divide tra prototipazione e produzione su richiesta. I servizi su richiesta rendono lo stampaggio a iniezione più conveniente nel lungo periodo.

La lavorazione CNC è ideale per gli scenari in cui sono richieste alta precisione, tolleranze strette e forme e caratteristiche complesse. È più adatto a bassi livelli di produzione e offre un'ampia gamma di materiali, compresi i metalli.

La stampa 3D è perfetta per la prototipazione rapida; i suoi tempi di realizzazione rapidi e i costi inferiori rispetto ad altri processi la rendono perfetta per una rapida iterazione. Il suo design quasi illimitato la rende perfetta anche per le strutture complesse che sono troppo complicate per essere stampate o lavorate. Grazie alla complessità che offre, è ottimo anche per alleggerire le strutture. La sua rapidità consente inoltre di migliorare le opportunità di personalizzazione e customizzazione dei pezzi.

Come si confrontano i servizi? Consultate la pratica tabella che abbiamo creato qui sotto, che evidenzia le quantità ideali, i tempi di consegna, i materiali e molto altro ancora per ciascun servizio.

	Stampaggio a Iniezione	Lavorazione CNC	Stampa 3D
Quantità	25 to 10,000+ pezzi	1 to 200+ parti	1 to 50+ parti
Velocità	1-15 giorni	stesso giorno - 3 giorni	1-7 giorni
Opzioni di Materiale	70+ tipologie di resine termoplastiche/ termoindurenti	40+ tipologie di plastica e metallo	25+ tipologie di plastica e metallo
Finiture di Superficie	PM-F0, PM-F1, PM-T1, PM-T2, SPI-C1, SPI-B1, SPI-A2	Come lavorati o sabbiati	Vapour smoothing, lucidatura, sabbiatura
	Altre offerte dalla nostra rete	Altre offerte dalla nostra rete	Altre offerte dalla nostra rete
Limitazioni del progetto	Limitazioni evidenziate nel feedback di Design for Manufacturability		Progettazione senza vincoli di design (eventuali limitazioni evidenziate nel feedback di progettazione per la producibilità)
Supporto Disponibile	Account Mgr dedicato e Application engineer / Servizio di gestione del progetto tramite CDS	Account Mgr e Application engineer	Account Mgr dedicato Application engineer / Servizio di gestione del progetto

 

 

Quali sono i vantaggi e i limiti dei processi produttivi?

Ogni processo di produzione presenta vantaggi e limiti, quindi facciamo un confronto. Forse questo vi darà ulteriori informazioni e vi aiuterà a decidere quale processo è più adatto a voi.

	Stampaggio a Iniezione	Lavorazione CNC	Stampa 3D
Vantaggi	Costi più bassi a volumi più elevati Parti funzionali Ripetibilità Complessità Ampia gamma di materiali Prototipazione, lavorazione a ponte e produzione di bassi volumi	Elevata accuratezza e precisione Pezzi di basso volume Ripetibilità Pezzi funzionali Complessità	Prototipazione e test concettuale Pezzi in basso volume Pezzi personalizzati su misura Velocità e complessità Componenti funzionali/estetici Riduzione degli scarti rispetto ad altri processi Flessibilità di progettazione Alleggerimento
Limitazioni	Tempi di consegna più lunghi Costi più elevati Maggiore spreco di materiale Maggiori vincoli di progettazione rispetto ad altri servizi Costi iniziali	Costi più elevati Maggiori scarti di materiale	Scelte di materiali ridotte Vincoli dimensionali Tempo e costi aggiuntivi di post-elaborazione per migliori finiture superficiali

 

 

Come determinare il miglior processo di produzione?

Nel determinare il miglior processo di produzione, le considerazioni principali riguardano il vostro pezzo. A cosa servirà il pezzo? Con quale materiale deve essere realizzato? In quanto tempo ne avete bisogno? Quale budget avete a disposizione?

Tutte queste domande possono aiutarvi a restringere la ricerca del processo perfetto per voi.

Come evidenziato in precedenza e nelle tabelle precedenti

Lo stampaggio a iniezione - migliore per volumi di produzione più elevati, è coerente, ripetibile e offre una vasta gamma di materiali tra cui scegliere.

Lavorazione CNC - ideale per pezzi di alta precisione in quantità ridotte, ha un'ampia gamma di materiali disponibili, compresi i metalli.

Stampa 3D - perfetta per la prototipazione rapida, la personalizzazione, le geometrie complesse e l'alleggerimento.

 

Dove ogni processo produttivo ha avuto successo?

Vediamo alcuni esempi reali di ciascun processo e di come hanno supportato i clienti.

 

 

 

Quali sono le tendenze future dell'industria manifatturiera?

L'industria manifatturiera sta subendo una trasformazione, con l'IA, l'automazione e la robotica in prima linea e una crescente attenzione alla sostenibilità.

Ecco alcune delle tendenze chiave e future,

1. Industria 4.0 e Smart Manufacturing - automazione avanzata, monitoraggio in tempo reale, manutenzione predittiva e processi di produzione ottimizzati/ integrati/ automatizzati. Gemelli digitali per la simulazione, il miglioramento della progettazione, il monitoraggio in tempo reale e le strategie di manutenzione proattiva.
2. Fabbricazione additiva - in costante evoluzione e in grado di cambiare il panorama della produzione. Tempi di consegna ridotti, personalizzazione e volumi di produzione maggiori.
3. Materiali avanzati - ricerca su nanomateriali, bioplastiche e materiali intelligenti.
4. Robotica e automazione - Aumenta l'uso di cobot (robot collaborativi), AGV (veicoli a guida autonoma) e RPA (automazione dei processi robotici). Con conseguente aumento della produttività, miglioramento della sicurezza e capacità di operare 24 ore su 24, 7 giorni su 7.
5. Produzione sostenibile - efficienza energetica, riduzione dei rifiuti, riciclaggio, fonti di energia rinnovabili.
6. Personalizzazione e customizzazione - aumento del desiderio di differenziazione da parte dei clienti, grazie a sistemi di produzione flessibili, software avanzati e produzione additiva.

Queste sono solo alcune delle tendenze che stanno caratterizzando il panorama manifatturiero in questo momento e che continueranno anche in futuro, con un'attenzione sempre maggiore alla sostenibilità, alla personalizzazione e all'automazione. Per stare al passo con queste tendenze è necessario investire continuamente in tecnologie, forza lavoro e pianificazione strategica.