I vantaggi del nesting nella stampa 3D

La modellazione è una fase fondamentale del processo di produzione additiva poiché consente di ottenere prodotti dettagliati con forme complesse. Nel settore della stampa 3D, esiste un’ampia gamma di software CAD che possono essere utilizzati per produrre un pezzo in modo additivo. Con un mercato in crescita, gli operatori del settore devono ridurre i tempi di produzione, risparmiando sui materiali e senza compromettere la qualità dei pezzi. Quindi la domanda è: come possiamo accelerare la produzione di prodotti stampati in 3D? La risposta è semplice: basta aumentare il numero di componenti prodotti in una singola stampa. È qui che entra in gioco il software di nesting o nesting 3D.

Questa soluzione di stampa 3D è stata progettata per ottenere il massimo risparmio di materiali e tempi di produzione dei pezzi. Non è considerato un software CAD, perché non consente di progettare un modello. Il suo ruolo è invece quello di ottimizzare il posizionamento delle parti nel volume di produzione disponibile per aumentare la quantità di prodotti stampati in 3D in una singola stampa. Che sia automatizzato o manuale, il nesting 3D ordina, orienta e organizza i file 3D per massimizzare lo spazio all’interno di una stampante 3D, senza interferire con le aree non produttive.

Le parti vengono posizionate e orientate per ottimizzare lo spazio nella stampante 3D (foto: Materialise)

Un uso inefficiente del nesting può portare a sprechi di materiale e a errori di stampa. Il software di nesting nella stampa 3D funziona quindi come il videogioco Tetris, dove l’obiettivo è posizionare ogni blocco in un quadrato specifico per ottimizzare lo spazio sul tabellone di gioco. Oggi è sempre più disponibile nelle soluzioni CAD come opzione di progettazione aggiuntiva. Alcune delle soluzioni disponibili sul mercato includono Fabpilot di Sculpteo, 4D_Additive di CoreTechnologie e i software Fusion 360 e Inventor Nesting di Autodesk. La maggior parte delle soluzioni di nesting sono estensioni del software CAD.

Il nesting funziona con quasi tutte le tecnologie di stampa 3D. Tuttavia, è importante notare che è più vantaggioso utilizzare il nesting 3D per i processi che utilizzano polveri e non richiedono strutture di supporto. Pertanto, le stampanti 3D che beneficiano di soluzioni PBF, come DMLS, SLS o Multi Jet Fusion, saranno più utili. Sintratec, produttore di stampanti 3D SLS, ha confermato i vantaggi di questo software con una stampante 3D a sinterizzazione laser selettiva. Secondo Sintratec, infatti, il nesting ha permesso di risparmiare 800 ore di produzione di pezzi, 47 chili di polvere e 50 ore di manodopera su 100 lavori di stampa eseguiti dall’azienda. L’obiettivo di questa tecnica è aumentare la produttività delle aziende nel mercato della stampa 3D, risparmiando sui materiali. Anche il binder jetting è una tecnologia utilizzata con il nesting.

Il nesting è più efficiente con le tecnologie a letto di polvere.

Tutti i materiali utilizzati con queste tecniche di stampa 3D possono essere utilizzati con il software di nesting. È quindi possibile utilizzare il metodo 3D nesting con metallo, nylon, PEEK, polipropilene e resina. Il nesting 3D può essere utilizzato anche con tecnologie come DLP e MSLA. Logicamente, pur essendo compatibile con tutti i tipi di stampante 3D, il software è utilizzato per lo più su macchine professionali e industriali con un maggiore volume di produzione. Per quanto riguarda i settori di applicazione, il nesting è in grado di soddisfare tutti i settori che le tecnologie di stampa 3D sono in grado di soddisfare: automobilistico, medico, aerospaziale ecc.

Errori da evitare con il software di nesting per la stampa 3D

Quando si utilizza un software di nesting 3D, è necessario prestare attenzione ad alcuni dettagli importanti per evitare errori di stampa. In primo luogo, nel nesting automatico o manuale, è importante lasciare uno spazio di almeno 1,5 mm tra tutti i componenti del file 3D con le tecniche SLS e di 5 mm con i processi MJF. Il calore prodotto dalle stampanti 3D impedirà alle parti di fondersi insieme durante il processo di stampa. C’è poi quello che potremmo chiamare anello di incastro. Questo problema si presenta quando il software non rispetta la struttura di due parti a forma di anello e gli elementi si incrociano o si legano. Il terzo errore consiste nel stampare un piccolo oggetto nello spazio aperto di una parte più grande, rendendone impossibile l’estrazione. L’utente deve quindi prevedere una piccola apertura per facilitare la rimozione dei componenti. Tuttavia, anche se questi errori vengono evitati, il nesting non deve subire modifiche radicali per evitare il rischio di warping. Questo fenomeno si verifica quando gli strati di stampa non aderiscono correttamente, dando luogo a bordi curvi o a strati non allineati.

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*Crediti copertina: Sintratec