{"id":3415,"date":"2022-10-27T00:01:04","date_gmt":"2022-10-26T22:01:04","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/?p=3415"},"modified":"2022-10-26T12:39:30","modified_gmt":"2022-10-26T10:39:30","slug":"produzione-additiva-e-sottrattiva-271020229","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/produzione-additiva-e-sottrattiva-271020229\/","title":{"rendered":"Produzione additiva e sottrattiva: complementari o rivali?"},"content":{"rendered":"

Sebbene sempre pi\u00f9 aziende scelgano la produzione additiva<\/a>, la produzione sottrattiva \u00e8 ancora il metodo pi\u00f9 utilizzato nel settore industriale. Attualmente la stampa 3D viene utilizzata principalmente per integrare i metodi di produzione sottrattiva. Come suggerisce il nome, a differenza della produzione additiva, queste tecniche consistono nella rimozione di materiale per produrre un pezzo delle dimensioni desiderate. Oggi sono utilizzate in molti settori, come quello aeronautico, automobilistico, metallurgico, ecc. Abbiamo analizzato da vicino le differenze tra la produzione sottrattiva e quella additiva e il modo in cui possono essere utilizzate per completarsi a vicenda.<\/p>\n

Per cominciare, \u00e8 importante sapere che, proprio come la produzione additiva e i suoi molteplici processi<\/a>, esistono molti metodi di produzione sottrattiva: probabilmente avrai sentito parlare di “lavorazione CNC”. Acronimo di Computer Numerical Control, comprende le tecniche di asportazione di materiale basate su un programma digitale che controlla le macchine utensili. Tra queste ci sono foratura, tornitura, fresatura o alesatura. La lavorazione CNC \u00e8 oggi compatibile con un’ampia gamma di materiali, dalla plastica ai metalli. Detto questo, non tutte le tecniche di produzione sottrattiva utilizzano il controllo numerico.<\/p>\n

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Crediti foto: Protolabs<\/p><\/div>\n

Che cos’\u00e8 la lavorazione CNC?<\/h3>\n

La lavorazione CNC comprende diversi processi: inizieremo con la tornitura e l’alesatura. Questi processi utilizzano un pezzo in movimento su un asse rotante. L’energia necessaria per lavorare il pezzo \u00e8 fornita dal movimento del pezzo stesso. Questi metodi consentono di produrre qualsiasi pezzo modellato dalla rotazione. In concreto, si tratta di un disegno 2D che viene replicato all’infinito lungo un asse di rotazione, formando cos\u00ec un modello 3D. Nonostante i nomi diversi, la tornitura e l’alesatura sono molto simili, poich\u00e9 entrambe utilizzano lo stesso principio. La differenza principale \u00e8 che l’alesatura lavora all’interno del pezzo, mentre la tornitura lavora all’esterno. Le macchine per la tornitura e l’alesatura permettono di progettare pezzi in legno, metalli e alcune materie plastiche, ecco perch\u00e9 sono oggi presenti in molti settori industriali, come quello automobilistico, aerospaziale, medicale o anche dell’arredamento.<\/p>\n

Passiamo ora alla fresatura. Per la sua precisione, la capacit\u00e0 di creare pezzi con cavit\u00e0 interne e la capacit\u00e0 di lavorare un pezzo, la fresatura \u00e8 una vera risorsa nei processi di produzione. Questa tecnica utilizza frese per tagliare il materiale lateralmente. Ci\u00f2 significa che quando la fresa \u00e8 nel materiale, pu\u00f2 muoversi perpendicolarmente e rimuovere il materiale lungo il suo percorso. La fresatura \u00e8 compatibile con molti materiali grazie a una serie di utensili intercambiabili adatti a diversi compiti e materiali. Tuttavia, questo metodo presenta alcuni inconvenienti che possono renderlo di difficile accesso. Ad esempio, la lavorazione di un pezzo \u00e8 spesso suddivisa in diverse fasi\/operazioni che richiedono il cambio regolare degli utensili.<\/p>\n

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Il processo di fresatura<\/p><\/div>\n

La foratura e la fresatura utilizzano strumenti molto simili, ma non devono essere confusi. La foratura viene utilizzata solo per realizzare fori tondi con una punta. Mentre la fresatura offre una maggiore libert\u00e0 di lavorazione, la foratura consente di praticare fori di diametro pari a quello della punta. Nonostante i suoi numerosi vantaggi, la fresatura \u00e8 molto pi\u00f9 lenta della foratura per realizzare dei fori, motivo per cui la foratura \u00e8 pi\u00f9 adatta a realizzare pi\u00f9 tagli uguali di seguito. Sebbene la lavorazione CNC comprenda molte tecniche, la produzione sottrattiva non si limita a queste. Anche altri metodi, come il taglio, sono utilizzati in molto settori.<\/p>\n

Diverse tecniche di taglio<\/h3>\n

L’industria automobilistica<\/a> utilizza il laser per produrre pezzi precisi come le pastiglie dei freni, mentre altri settori optano per l’elettroerosione. Conosciuta anche come EDM (Electrical Discharge Machining), questa tecnica si presenta in tre forme: elettroerosione a filo, elettroerosione a tuffo, e foratura rapida, che si differenzia dalla foratura tradizionale per la capacit\u00e0 di realizzare fori pi\u00f9 sottili e profondi utilizzando un elettrodo. Pur essendo relativamente lenti, questi diversi metodi si distinguono dagli altri per la loro precisione. L’elettroerosione, nel dettaglio, utilizza le scariche elettriche per produrre pezzi da materiali conduttivi.<\/p>\n

Oltre alla lavorazione a scarica elettrica, si utilizza anche il taglio laser. Con questa tecnologia, un laser con una potenza di diverse centinaia di watt pu\u00f2 tagliare diversi materiali in modo rapido e preciso, ad esempio pezzi fino a 1 mm\u00b2 con una tolleranza di pi\u00f9 o meno 20 micron. Oltre al taglio, le macchine laser sono anche in grado di incidere. Le macchine a taglio laser sono disponibili in due forme: laser a CO2 e laser a fibra, utilizzati per il taglio e l’incisione dei metalli. Nonostante i loro vantaggi, queste macchine presentano alcuni svantaggi, ad esempio durante il funzionamento possono essere rilasciati fumi nocivi. Inoltre, poich\u00e9 i laser tagliano il materiale grazie al calore, i laser stessi possono surriscaldarsi. \u00c8 quindi necessario raffreddarli, cosa che spesso richiede macchine aggiuntive.<\/p>\n

Infine, tra i principali processi di produzione sottrattiva e pi\u00f9 specificamente di taglio, troviamo il taglio a getto d’acqua. Questo processo si basa sull’uso di un getto d’acqua, accompagnato da un abrasivo, che colpisce la superficie del materiale ad alta pressione. Per generare questo getto d’acqua \u00e8 necessario un compressore ad alta pressione. La natura del getto e il materiale in questione influenzano la profondit\u00e0 e la velocit\u00e0 del taglio. Questa tecnica \u00e8 molto diffusa nell’industria aerospaziale, automobilistica e meccanica. Offre un’elevata precisione, compatibilit\u00e0 con molti materiali e, a differenza di altri processi sottrattivi, non \u00e8 dannosa. Mentre altri processi generano trucioli, polvere o fumo, il taglio a getto d’acqua elimina tutti questi rifiuti, poich\u00e9 il getto d’acqua li trasporta nel suo percorso.<\/p>\n

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Il processo di taglio a getto d’acqua (crediti fotografici: Fogepack Syst\u00e8mes)<\/p><\/div>\n

Vantaggi e svantaggi rispetto alla produzione additiva<\/h3>\n

Come gi\u00e0 detto, il principale vantaggio delle tecniche di produzione sottrattiva \u00e8 probabilmente la loro capacit\u00e0 di offrire un’elevata precisione dimensionale. A differenza della maggior parte dei processi di stampa 3D che si basano sul calore per funzionare, la produzione sottrattiva consente di costruire le parti a temperatura ambiente, evitando cos\u00ec i problemi di precisione dimensionale legati alla lavorazione (contrazione) dei materiali. Per garantire la precisione dimensionale nella produzione sottrattiva, l’ambiente deve essere controllato. Ad esempio, se si vuole progettare un pezzo a partire da un blocco di acciaio, \u00e8 obbligatorio portare il materiale nella stanza dove avverr\u00e0 il taglio almeno 3 giorni prima, altrimenti cambier\u00e0 dimensione (lavorazione) in base alla temperatura e all’umidit\u00e0.<\/p>\n

I processi di fabbricazione sottrattiva beneficiano anche di una gamma pi\u00f9 ampia di materiali compatibili. Rispetto alla stampa 3D, dove \u00e8 necessario disporre di pi\u00f9 stampanti basate su processi diversi se si vogliono utilizzare materiali diversi, \u00e8 possibile creare parti in metallo, plastica o legno sulla stessa macchina.<\/p>\n

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La produzione sottrattiva offre un’elevata precisione dimensionale<\/p><\/div>\n

Tuttavia, i processi di produzione sottrattiva presentano notevoli svantaggi. Innanzitutto, a differenza della stampa 3D, i diversi metodi di produzione lasciano dietro di s\u00e9 grandi quantit\u00e0 di scarti, mentre la produzione additiva \u00e8 interessante perch\u00e9 utilizza solo la quantit\u00e0 di materiale necessaria. Nella lavorazione, ad esempio, trucioli e altre polveri devono essere rimossi durante il processo di produzione per limitare la quantit\u00e0 di materiale in eccesso che pu\u00f2 interferire con il processo di taglio. Oltre alla polvere generata dalla produzione sottrattiva, \u00e8 anche possibile che il fumo generato dal processo possa essere molto dannoso per gli operatori, cosa molto comune quando si utilizza un processo laser o di elettroerosione.<\/p>\n

Inoltre, la produzione sottrattiva non offre la stessa libert\u00e0 di produzione della stampa 3D: un pezzo stampabile in un’unica soluzione richiede talvolta pi\u00f9 operazioni, l’uso di macchine diverse e la suddivisione in pi\u00f9 parti da assemblare per essere replicato dalla produzione sottrattiva. Infine, \u00e8 pi\u00f9 difficile ottenere geometrie complesse con i processi di rimozione del materiale. La produzione additiva consente una maggiore libert\u00e0 nel processo di progettazione. In altre parole, il progettista non dovr\u00e0 preoccuparsi dei vincoli imposti dalle macchine utensili utilizzate e potr\u00e0 quindi dare libero sfogo alla sua immaginazione, non essendo limitato dalle capacit\u00e0 di produzione.<\/p>\n

In che modo la produzione sottrattiva e quella additiva sono complementari?<\/h3>\n

Se le due tecnologie sono regolarmente considerate rivali, per il momento hanno applicazioni molto diverse. Ed \u00e8 per questo che vengono utilizzate per lo pi\u00f9 in modo complementare. Fin dall’inizio della sua forte crescita, la stampa 3D viene utilizzata soprattutto per la prototipazione. Per i vantaggi che offrono, le tecnologie 3D consentono la produzione rapida e a basso costo di pi\u00f9 parti e offrono quindi la possibilit\u00e0 di diverse iterazioni. Una volta determinati la forma, i materiali e le parti, \u00e8 possibile produrle in serie utilizzando metodi di produzione sottrattiva. Diversi processi, come il taglio laser e il taglio a getto d’acqua, consentono di progettare un gran numero di pezzi in un breve periodo di tempo. Tuttavia, altri metodi, come la lavorazione CNC, possono richiedere molto tempo. Questa tecnica richiede un’importante fase di programmazione e una presenza umana necessaria. Oggi la lavorazione CNC \u00e8 utilizzata principalmente nella produzione di stampi a iniezione.<\/p>\n

Inoltre, se la produzione sottrattiva consente di riparare gli oggetti, la stampa 3D offre per\u00f2 maggiori possibilit\u00e0 in questo campo. Un esempio \u00e8 la tecnologia di deposizione a energia diretta (DED)<\/a>, che pu\u00f2 essere utilizzata per riparare parti metalliche senza doverle modificare. In concreto, la tecnologia \u00e8 in grado di aggiungere materiale a una parte esistente, evitando cos\u00ec di realizzare assemblaggi o di sostituire inutilmente parti di grandi dimensioni. Pi\u00f9 in generale, le tecnologie 3D consentono di riprodurre parti difettose o usurate dal tempo<\/a>, il tutto su richiesta e in piccole serie. Invece di buttare via, gli utenti possono riparare i loro pezzi e ridurre al minimo l’impatto ambientale.<\/p>\n

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La tecnologia DED consente di riparare i pezzi (crediti fotografici: AdvancedPowders)<\/p><\/div>\n

Nonostante le differenze, la produzione sottrattiva e quella additiva vanno spesso di pari passo. Grazie alle loro rispettive caratteristiche, questi due tipi di produzione si completano a vicenda, consentendo la rapida creazione di parti precise mai immaginate prima. Per combinare queste tecniche di produzione, sono stati creati alcuni progetti di consorzio, come l’organizzazione Hybrid Advanced Manufacturing – Integrating Technologies, che mira a offrire alle aziende la libert\u00e0 di progettazione della produzione additiva e la precisione della produzione sottrattiva.<\/p>\n

Cosa ne pensi della produzione sottrattiva? Come pensi che si possa paragonare alla produzione additiva? Faccelo sapere lasciando un commento sui nostri canali social Facebook<\/a>, Twitter,<\/a>\u00a0Linkedin<\/a> e\u00a0YouTube<\/a>! Non dimenticare di iscriverti alla nostra Newsletter<\/a> settimanale per ricevere tutte le notizie sulla stampa 3D direttamente nella tua casella di posta!<\/p>\n

*Crediti foto copertina: Turcon<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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