Confronto tra vantaggi e svantaggi di quattro processi di prototipazione comuni

1. Contratto di servizio

SLA è un'industriastampa 3Do processo di produzione additiva che utilizza un laser controllato da computer per produrre componenti in una vasca di resina fotopolimerica fotopolimerizzabile UV. Il laser delinea e polimerizza la sezione trasversale del componente sulla superficie della resina liquida. Lo strato polimerizzato viene quindi abbassato direttamente sotto la superficie della resina liquida e il processo viene ripetuto. Ogni nuovo strato polimerizzato viene attaccato allo strato sottostante. Questo processo continua fino al completamento del componente.

Vantaggi:Per modelli concettuali, prototipi estetici e design complessi, la stereolitografia (SLA) può produrre parti con geometrie complesse e finiture superficiali eccellenti rispetto ad altri processi additivi. I costi sono competitivi e la tecnologia è disponibile da molteplici fonti.

Svantaggi:I prototipi potrebbero non essere resistenti quanto quelli realizzati con resine di grado ingegneristico, quindi i componenti realizzati con la stereolitografia hanno un utilizzo limitato nei test funzionali. Inoltre, quando i componenti vengono sottoposti a cicli UV per la polimerizzazione della superficie esterna, il componente realizzato con la stereolitografia dovrebbe essere utilizzato con un'esposizione minima ai raggi UV e all'umidità per prevenirne il degrado.

2. SLS

Nel processo SLS, un laser controllato da computer viene proiettato dal basso verso l'alto su un letto caldo di polvere a base di nylon, che viene delicatamente sinterizzata (fusa) in un solido. Dopo ogni strato, un rullo deposita un nuovo strato di polvere sopra il letto e il processo viene ripetuto. La SLS utilizza una polvere di nylon rigido o TPU flessibile, simile ai veri termoplastici ingegneristici, in modo che i pezzi abbiano maggiore tenacità e precisione, ma presentino una superficie ruvida e una mancanza di dettagli fini. La SLS offre grandi volumi di produzione, consente la produzione di pezzi con geometrie molto complesse e crea prototipi durevoli.

Vantaggi:I componenti SLS tendono ad essere più precisi e durevoli di quelli SLA. Il processo può produrre componenti durevoli con geometrie complesse ed è adatto per alcuni test funzionali.

Svantaggi:Le parti presentano una consistenza granulosa o sabbiosa e le opzioni di resina per il processo sono limitate.

3. CNC

Nella lavorazione, un blocco solido (o barra) di plastica o metallo viene fissato su unfresatura CNCo tornio e tagliato nel prodotto finito tramite lavorazione sottrattiva, rispettivamente. Questo metodo produce in genere una resistenza e una finitura superficiale superiori rispetto a qualsiasi processo di produzione additiva. Presenta inoltre le proprietà complete e omogenee della plastica, poiché viene realizzato da blocchi solidi di resina termoplastica estrusi o stampati a compressione, a differenza della maggior parte dei processi additivi, che utilizzano materiali simili alla plastica e li costruiscono a strati. La gamma di opzioni di materiale consente al componente di avere le proprietà desiderate, come: resistenza alla trazione, resistenza all'impatto, temperatura di deflessione termica, resistenza chimica e biocompatibilità. Le buone tolleranze consentono di produrre componenti, attrezzature e dispositivi adatti per test di adattamento e funzionalità, nonché componenti funzionali per l'uso finale.

Vantaggi:Grazie all'impiego di metalli e materiali termoplastici di qualità ingegneristica nella lavorazione CNC, i pezzi presentano una buona finitura superficiale e sono molto robusti.

Svantaggi:La lavorazione CNC può presentare alcune limitazioni geometriche e talvolta è più costosa da eseguire internamente rispetto a un processo di stampa 3D. La fresatura di pezzi grezzi può talvolta risultare difficoltosa perché il processo prevede la rimozione di materiale anziché l'aggiunta.

4. Stampaggio a iniezione

Stampaggio a iniezione rapidaFunziona iniettando una resina termoplastica in uno stampo e ciò che rende il processo "rapido" è la tecnologia utilizzata per produrre lo stampo, che solitamente è realizzato in alluminio anziché nel tradizionale acciaio utilizzato per la sua produzione. I pezzi stampati sono resistenti e presentano un'eccellente finitura superficiale. Questo è anche il processo di produzione standard del settore per i componenti in plastica, quindi esistono vantaggi intrinseci nella prototipazione nello stesso processo, se le circostanze lo consentono. È possibile utilizzare quasi qualsiasi plastica di grado ingegneristico o gomma siliconica liquida (LSR), quindi i progettisti non sono limitati dai materiali utilizzati nel processo di prototipazione.

Vantaggi:I pezzi stampati realizzati con una gamma di materiali di qualità ingegneristica con eccellenti finiture superficiali sono un ottimo indicatore di producibilità nella fase di produzione.

Svantaggi:I costi iniziali di attrezzaggio associati allo stampaggio a iniezione rapida non si verificano in processi aggiuntivi o lavorazioni CNC. Pertanto, nella maggior parte dei casi, è consigliabile eseguire uno o due cicli di prototipazione rapida (sottrattiva o additiva) per verificarne l'adattamento e la funzionalità prima di passare allo stampaggio a iniezione.