COME REALIZZARE UN OGGETTO STAMPATO IN 3D COME STAMPO VACUUM FORMING INDUSTRIALE PROCESSO DI PRESSO TERMO FORMATURA

PROCESSO REALIZZAZIONE STAMPA 3D

OGGETTO PER STAMPA VACUUM FORMING INDUSTRIALE

COME REALIZZARE UN MODULO STAMPATO IN 3D PER VACUUM IN AUTOCLAVE CON LA STAMPA 3D

Il Vacuum forming è un processo di fabbricazione mediante il quale un foglio di plastica è riscaldato e pressato su un modulo per realizzare un determinato oggetto. Questo processo viene utilizzato per creare molti dei prodotti che adoperiamo quotidianamente in casa, come contenitori di plastica, vasche, lavelli, e quadri elettrici.

La stampa 3D è oggi un ottimo modo per creare stampi a basso costo per la produzione a basso volume o la prototipazione.

In questo esempio viene usato una macchina per VACUUM FORMING INDUSTRIALE. Ma per realizzare un piccolo oggetto, si può anche auto-costruirne uno a casa per ottenere lo stesso effetto.

Il tempo necessario per l'operazione può variare anche di molto in base all'oggetto voluto e, per questo processo in particolare, ci sono volute circa 1 ora dall'inizio alla fine.

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ATTREZZI UTILIZZATI

Macchina Vacuum forming industriale

Fogli di plastica per forme sottovuoto

MOLDING per stampati 3D

Sostegni a parete Mold

Strumento per tagliare

Protezione per gli occhi

Guanti resistenti al calore

Foto strumenti vacuum

FASE 1: REALIZZARE UNO STAMPO PER SOTTOVUOTO

Per formare il VACUUM è necessario uno stampo con forma cava. I pezzi finali prodotti saranno repliche quasi esatte dello stampo da usare.

È possibile scaricare stampi per VACUUM da siti come GrabCAD, ma in questo caso si è scelto di progettarne uno ex-novo. Per il nostro modello, è stato progettato un lampeggiante da TAXI comunemente utilizzato per mostrare o meno se le auto TAXI sono disponibili per il servizio o no.

CONSIGLIO:

Quando si progetta uno stampo per la forma VACUUM bisogna considerare la gradazione degli angoli. Gli angoli devono permettere che l'oggetto modellato possa essere facilmente rimosso dallo stampo. Gli angoli devono in genere essere da 3-5 gradi fino a 90° su una superficie verticale.

STEP2: PREPARARE IL MODELLO PER LA STAMPA 3D

Quando si prepara un modello da stampare in macchine FDM per la realizzazione di stampi sotto vuoto, ci sono alcune impostazioni di stampa che devono essere prese in considerazione. Si consiglia di stampare il modello con 4 SHELL con un 25% di riempimento (INFILL).

Quindi, stampare il modello. Ovviamente occorre avere una macchina adeguata di grandezza alla dimensione dell'oggetto da stampare che, in questo caso, è abbastanza grande e quindi non adatto a macchine di stampa FDM con volumi di stampa 3D relativamente piccoli.

Foto stampa 3d

CONSIGLIO:

Aumentare le SHELLS e le impostazioni di MOLD (tamponamento) per creare uno stampo forte in grado di resistere alle pressioni di formatura sotto vuoto.

FASE 3: PREPARAZIONE MONTAGGIO APPARECCHIO STAMPA SOTTOVUOTO

In questo esempio viene usato una macchina di formatura sottovuoto industriale perché molto precisa e capace di fissare lo stampo di un apparecchio supplementare. Questo permette di far si che lo stampo realizzato in PLA sia capace di posizionarsi in modo tale da resistere alle varie forze che si sprigionano durante il funzionamento della macchina VACUUM.

Foto A/A2: Non visibili in foto, sono stati applicate delle viti negli appositi alloggi che si vedono in 4 angolature sulla base dello stampo 3D. Questo permette di fissare lo stampo in modo tenace alla piastra di fermo della macchina sottovuoto realizzata con una piccola piastra in legno MDF di colore scuro in foto sulla base dello stampo.

FASE 4: CARICO E CALORE NELLO STAMPO 3D IN PLA

Foto carico presso-formatura

A. Carico del materiale plastico.

Viene ora caricata la macchina con fogli da 12 x 24 pollici di plastica in polistirolo bianco di circa 0,75 millimetri di spessore ed un foglio da ¼ di pollice di spessore di PET-G.

Quando si scelgono i fogli di plastica per formare il vuoto, si deve prendere in considerazione lo spessore della plastica e la dimensione del foglio. Infatti, fogli più spessi dovranno essere riscaldati a temperature più elevate e richiederanno una pressione per il vuoto più alta che potrebbe danneggiare lo stampo realizzato in PLA.

B. calore alla temperatura desiderata.

Poiché viene usato una macchina VACUUM industriale termo-formatrice, i fogli di plastica sono riscaldati a temperature automaticamente controllate in base al tipo di plastica, spessore e densità. Dato che la temperatura usata vicino ai 200 gradi Celsius è appunto molto vicina al punto di fusione del PLA, solo il foglio in polistirolo viene riscaldato e non la forma. Questo significa che il calore non è necessariamente un problema nella produzione a piccoli lotti o prototipi con del semplice PLA che non viene danneggiato da questo sistema di presso-formatura. Nel caso di possibili errori o pressioni continuate troppo a lungo, si può comunque pensare a produrre due o tre pezzi stampati in 3D da eventualmente usare come ricambio dello stampo stesso eventualmente danneggiato, a costi e tempistiche minimi!

CONSIGLIO:
Scegliere preferibilmente fogli sottili di plastica se la vostra macchina di formatura a vuoto non crea grandi quantità di calore costante o di aspirazione ( di solito le macchine NON industriali non permettono ne forti pressioni e nemmeno grandi pressioni di sottovuoto. Tipicamente la plastica viene riscaldata sempre a circa 200 gradi Celsius, anche per macchine non professionali.

FASE 5: STAMPA IN PLASTICA SULLA FORMA IN 3D DI PLA

Una volta che la plastica è riscaldata, viene spinta sulla forma in PLA stampato in 3D.

A questo punto si noterà che l'aspirazione di vuoto, tirerà tutta l'aria da sotto il foglio di plastica riscaldato che sarà costretto in pressione sopra lo stampo 3D.

La plastica inizierà a raffreddarsi immediatamente.

FASE 6: CONSENTIRE FASE DI RAFFREDDAMENTO

Una volta che tutta l'aria è stata rimossa da sotto il materiale plastico ed è stato formato l'oggetto della forma dello stampo, rimuovere la parte formata e metterla da parte a raffreddare. Lo stampo non deve essere rimosso dalla macchina fino al completamento dell'operazione di presso-fusione.

STEP 7: REPEAT OPERAZIONI PRESSO-FUSIONE

Questo processo può essere ripetuto per produrre molti oggetti del prodotto desiderato. Se si nota che nel corso del tempo lo stampo in PLA appare deformato a causa del calore o pressione, occorre ristamparne un altro analogo e sostituire il deformato. Dato che la stampa 3D è un'opzione poco costosa per la produzione di stampi, la realizzazione di 2-3 ricambi per le eventuali sostituzioni non ha un costo proibitivo, ed il tempo di realizzazione dello stampo è davvero minimo.

FASE 8: POST ELABORAZIONE

Foto post-elaborazione stampo

Dopo aver prodotto il numero desiderato di parti, tagliare via la plastica in eccesso.

CONSIGLIO:

È possibile tagliare via la plastica di scarto, utilizzando uno strumento di taglio manuale, o con una macchina CNC. Se si sta usando una CNC, la stampa 3D è una buona soluzione per la creazione di dispositivi su ordinazione.

PARTE FINALE

Qui nella foto, si può vedere i fogli di plastica termoformati.

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