Mapal produce in serie le punte dei suoi trapani con le stampanti 3D di Concept Laser

Sebbene molto spesso non lo veniamo a sapere, il numero di aziende che usano la stampa 3D per la produzione di parti per l’utilizzo finale è in costante crescita. Nella maggior parte dei casi la usano per produrre strumenti e componenti industriali, ma i primi prodotti destinati al consumatore stanno arrivando e non stiamo parlando di giocattoli o di oggetti decorativi ma dei veri trapani QTD di Mapal, stampati 3D in metallo con tecnologia Concept Laser.

Questo case study mostra esattamente come e perchè la produzione additiva possa essere integrata nel ciclo produttivo di un’azienda non solo per la prototipazione ma anche per la produzione in serie di parti complesse. Fino ad oggi i Trapani QTD di Mapal erano disponibili con un diametro minimo di 13 ed erano caratterizzati dal condotto di raffreddamento centrale.

Mapal 3D printed drill8

Più piccolo è il corpo centrale più il sistema di raffreddamento va ad impattare sulle prestazioni, rendendo il trapano instabile. Inoltre, i sistemi di raffreddamento devono essere sempre più piccoli e così diventano meno efficaci. Strumenti in acciaio con i condotti di raffreddamento a spirale tipici degli utensili in metallo non sono ancora possibili per i diametri più piccoli.

Attraverso l’implementazione della tecnologia di fusione laser LaserCUSING, Mapal è riuscita a produrre punte con diametro tra 8 e 12 mm con condotto di raffreddamento a spirale. “Le punte prodotte in modo additivo hanno un sistema con condotto spinale che migliora le capacità di raffreddamento – ha spiegato il dottor Dirk Sellmer, Capo del reparto Ricerca e Sviluppo di Mapal – comparandolo con i precedenti sistemi di raffreddamento centrale – ha precisato – un sistema a spirale migliora il processo di raffreddamento del 100%. Permette inoltre una maggiore stabilità con condotti di raffreddamento che corrono paralleli alla scanalatura.”

Mapal 3D printed drill1

Il raffreddamento è inoltre migliorato con il nuovo condotto che passa dalla classica forma circolare ad una leggermente triangolare. Questo permette di ottimizzare il momento di inerzia e la portata. I test hanno mostrato che scegliendo una forma di questo tipo fa aumentare il flusso produttivo di circa il 30%. Eppure i profili di raffreddamento di questo tipo non possono essere prodotti in maniera convenzionale.

Mapal è stata così in grado di produrre qualcosa che non era mai stato possibile produrre fino ad oggi ma questo è solo l’inizio della storia. Un altro aspetto significativo da considerare è dato dal fatto che Mapal ha portato in casa il processo di produzione additivo acquistando due sistemi M1 da Concept Laser.

Queste sono macchine di medie dimensioni con un volume di stampa di 250 x 250 x 250 mm. Le punte QTD sono create in lotti da 10×10 or 11×11 e quindi si possono produrre da 100 a 121 punte alla volta con tempi di produzione tra 6 and 18 cm³/h. Questa è vera produzione additiva in serie!

Mapal
Mapal

Oltre al fatto che la forma geometrica può essere prodotta solo in questo modo, la ragione per cui il processo è così conveniente è dato dal fatto che Mapel ha adottato una strategia ibrida. La base dello strumento è sviluppata in modo convenzionale mentre la punta con fusione laser. “ Le strategie ibride sono la scelta migliore – ha confermato il dottor Sellmer – in questo modo le parti semplici sono prodotte in modo standard mentre le aree più complesse sono sviluppate in modo additivo”.

L’eliminazione del lavoro manuale e una rilavorazine con l’approccio della fusione laser digitale sono altri aspetti migliorativi. Tuttavia il vantaggio più grande nel passare da una strategia produttiva convenzionale a una additiva è stato il fatto che ha permesso di realizzare una geometria completamente nuova, aumentando le performance degli strumenti.

I vantaggi tecnici nell’usare la produzione additiva e specificatamente il LaserCUSING è l’alto potenziale di modifiche topologiche che vanno al di là della forma della punta per toccare le parti interne e la struttura stessa. Il trapano ideale è molto duro all’esterno e in qualche modo flessibile all’interno,” ha detto il Dottor Sellmer. “La fusione laser rende possibile generare spessori diversi e poi indurire la superficie con trattamento termico e creare strutture cellulare o alveolari interne se necessario. Questo è il trapano perfetto, duro fuori e morbido all’interno. Uniamo la duttilità con la forza e la resistenza,” ha concluso il dottor Sellmer.

A giudicare dalla incredibile differenza che la produzione additiva può fare sulle complesse geometrie delle punte QTD di Mapel, sembra lecito pensare che molti altri produttori di componenti metallici adotteranno la stampa 3D. E intanto Concept Laser si appresta a lanciare la più grande stampante laser a metallo mai costruita, la X Line 2000R.

Mapal 3D printed drill5

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