La produzione additiva è davvero pronta per lo stampaggio a iniezione?

La produzione additiva è davvero affidabile per lo stampaggio a iniezione nelle produzioni di piccole e medie serie? Spesso, gli stampi realizzati tramite stampa 3D mostrano una durata limitata se sottoposti a sollecitazioni eccessive, siano esse termiche o pressorie. Nano Dimension ha sfidato questa percezione sviluppando ATARU Black, una resina ad alta durabilità termomeccanica che offre una soluzione affidabile e ripetibile per il tooling additivo.

Una partnership strategica per la validazione tecnica

Al fine di valutare e convalidare le capacità di ATARU Black, Nano Dimension ha stretto una partnership con il SKZ – German Plastics Center (con sede a Würzburg, Germania), leader nella ricerca, formazione, test di prodotto e valutazione dei processi nell’industria delle materie plastiche. I rigorosi test condotti dal SKZ come partner indipendente suggeriscono un’elevata idoneità della resina come materiale per inserti di stampaggio, colmando il divario tra la prototipazione e la produzione su piccola e media scala.

I risultati dei test sono stati raccolti da Nano Dimension in questo caso studio, che mostra come la resina ATARU Black resista alle condizioni reali dello stampaggio a iniezione. Se desideri saperne di più, puoi scaricarlo gratuitamente QUI.

Il benchmark “Stonehenge”: testare i limiti della geometria

Per determinare le prestazioni di una resina nel contesto del rapid tooling, è fondamentale valutarne la stampabilità, il comportamento in abbinamento a diversi materiali termoplastici e la stabilità sotto carichi termomeccanici avversi durante il processo di stampaggio. A tal fine, dal 2017 il SKZ utilizza l’inserto di riferimento “Stonehenge“, caratterizzato da geometrie complesse e delicate — come pin, anime e scanalature — per valutare l’accuratezza di stampa, la durata dello stampo e la precisione dei pezzi stampati. Gli stampi sono stati prodotti su una stampante industriale DLP (Digital Light Processing) con lunghezza d’onda di 405 nm e post-elaborati secondo le raccomandazioni di Nano Dimension.

Durante la sperimentazione sono stati utilizzati diversi materiali termoplastici comuni per testare le prestazioni e la longevità degli stampi stampati in 3D. Tra questi: ABS, POM e polipropilene rinforzato con fibra di vetro (PPGF30). Gli stampi hanno prodotto oltre 100 pezzi in ABS e oltre 50 in POM senza alcun danno visibile o abrasione, suggerendo una durata potenziale molto più lunga. Per il PPGF30, lo stampo ha resistito a oltre 150 iniezioni senza richiedere alcun agente distaccante oltre all’applicazione iniziale all’inizio del test.

Le proprietà termomeccaniche: il segreto di ATARU Black

Ma cosa permette ad ATARU Black di avere successo dove altre resine falliscono? La chiave risiede in una temperatura di transizione vetrosa (Tg) estremamente elevata (superiore a 300°C) e in un modulo di Young di 5,7 GPa, mantenendo al contempo un allungamento a rottura superiore alla media per questa classe di resine caricate con ceramica. Queste proprietà assicurano che lo stampo mantenga la sua geometria precisa sotto le elevate forze di chiusura e il calore dei termoplastici fusi, senza deformarsi.

Il caso studio copre anche altri punti che confermano la robustezza e la durabilità della resina ATARU Black. Avrai accesso a dati dettagliati di imaging termico delle superfici degli stampi, oltre al flusso di lavoro completo di post-elaborazione e ai parametri di stampaggio a iniezione utilizzati per ogni polimero.

Scarica il caso studio completo QUI per esplorare tutti i risultati e valutare la resina ATARU Black come soluzione affidabile per la prototipazione di stampi e la produzione di piccole serie.

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*Crediti di tutte le foto: Nano Dimension