Tecnologie additive di Stampa 3D e Tecnologie sottrattive di CNC a confronto.

Stampa 3D e CNC possono convivere o l’una esclude l’altra?

Fino ad ora abbiamo parlato in lungo e in largo di stampa 3D e tecnologie additive, quindi occorre spiegare cosa intendiamo per tecnologie sottrattive.

Chiariamo innanzitutto un punto: lavorare utilizzando tecnologie sottrattive significa (semplificando) procedere al contrario rispetto a quanto si fa con la stampa 3D.

Per semplificare al massimo questo concetto, le lavorazioni fatte con tecnologie sottratti prevedono l’utilizzo di una fresa che assottiglia i materiali e gli da forma finale. Quindi si parte da un blocco e si finisce con un modello assottigliato e sagomato.

Al contrario, quando si applica la metodologia della stampa 3D a una lavorazione, si creano oggetti strato dopo strato, fino a dare loro la forma tridimensionale finale.

Quando si parla di stampa 3D si parla di tecnologie additive.

Tecnologie sottrattive.

Quando si lavora per tecnologie sottrattive si parte da un blocco solido che viene lavorato dalla fresatrice che inizia ad assottigliarlo e a dargli la forma finale. È definita tecnologia sottrattiva perché si interviene – appunto – levigando il pezzo originario e quindi fresandolo dall’interno.

Oggi la produzione sottrattiva è un metodo utilizzato per lavorare attraverso macchine a controllo numerico (cnc) come torni e fresatrici. Queste, oltre che essere più veloci rispetto alle macchine azionate manualmente, offrono anche un livello di ripetibilità che sarebbe impossibile se ad occuparsene fossero degli uomini.

• Una macchina CNC funziona pressoché in questo modo:
• Caricamento del file CAD in formato 3D.
• Comunicare alla macchina tipo di materiale (materiali plastici o metallici), dimensioni, finitura e caratteristiche che si intendono dare al pezzo finale.
• Inizio della lavorazione: la macchina parte dal file CAD 3D e interviene sul blocco di materiale che viene fresato internamente con lame affilate, differenti   tra loro a seconda del materiale che sono chiamate a lavorare.

Tecnologie additive e stampa 3D.

La stampa 3D lavora esattamente all’opposto. Si parte da un file CAD 3D che, inviato alla stampante tridimensionale, lavora i materiali (termoplastici o metallici) e strato dopo strato da forma al componente 3D finale. Parliamo di tecnologia additiva proprio per questa motivazione.

Quando si intende stampare in 3D un modello si procede in questo modo:

• Disegno del modello su file CAD 2D.
• Ingegnerizzazione del prodotto e realizzazione file CAD 3D.
• Caricamento del file e avvio comunicazione con la stampante.
• Inizio della lavorazione: la macchina parte dal file CAD 3D e grazie alla stratificazione del materiale utilizzato, dà al modello la sua forma finale.

Tecnologie sottrattive o tecnologie additive? Quale scegliere?

La domanda adesso è: queste due metodologie possono convivere tra loro? Sono utili l’una all’altra o la prima esclude la seconda e viceversa?

Di sicuro c’è che la produzione additiva risulta essere sicuramente migliore di quella sottrattiva quando si devono produrre piccole serie. Lo svantaggio sta nel fatto che i pezzi stampati o lavorati con tecnologia additiva spesso risultano più ruvidi. In questi casi si può procedere con verniciature e lucidature ma questi passaggi, come si può ben immaginare, richiedono tempi di produzione più lunghi e costi più alti.

Riguardo le tecnologie sottrattive, poi, il vantaggio sta nel fatto che possono essere utilizzati tanti materiali, l’importante è che questi abbiano forma solida. Inoltre, i pezzi lavorati attraverso fresatura e tornitura presentano finiture perfette che permettono di evitare ritocchi ed elaborazioni aggiuntive.

Si è occupato di questo qualche mese fa Damian Hennessey, direttore commerciale di Proto Labs, il fornitore più rapido al mondo di pezzi lavorati con macchine CNC e pezzi stampati ad iniezione.

Poiché l’azienda in cui Hennessey lavora combina le due tecnologie non escludendone nessuna, lui sostiene che entrambe, se abbinate, producono risultati ottimi. Capire meglio il suo punto di vista è possibile facendo un esempio: quando si stampa un componente in 3D (tecnologia additiva) si può pensare di rifinirlo utilizzando macchine a lavorazione sottrattiva che lo fresano dall’interno (tecnologia sottrattiva).

La domanda adesso è: secondo quanto affermato da Hennessey e dovendo pensare a un settore in cui poter combinare le due tecnologie, a quale penseremmo?

Negli ultimi anni, oggetti più articolati, particolari e leggeri stanno prendendo sempre più piede nel settore del design e dell’arredo di interni.

È proprio questo il campo che sembra essere perfetto alla combinazione di due metodologie produttive opposte ma che si completano.

Dunque, a combinarsi alla perfezione sono proprio la flessibilità della stampa 3D e della metodologia additiva, tecnologia che fa leva sulla personalizzazione e sull’infinito ventaglio di possibilità di prototipazione, e la precisione delle macchine CNC a lavorazione sottrattiva che seguono un percorso impostato in precedenza.

Un buon intuito lo si ha quando le due metodologie vengono combinate tra loro. Le diverse componenti di un prodotto possono infatti essere prodotte con metodi differenti, così come accade quando si lavora un prototipo o un pezzo finito.

L’aspetto ruvido e poco levigato dei pezzi stampati in 3D può andar bene per un prototipo ma può capitare che al cliente finale non piaccia una superficie di questo tipo e, per questo, ricorrere a finitura e verniciatura è un’ottima soluzione.