Stampa 3D e lavorazione con macchine CNC

La lavorazione con macchine CNC e la stampa 3D sono due tecnologie che esercitano un grande impatto su molti settori industriali, competono tra loro o si complimentano l’un l’altra. La lavorazione con macchine CNC è una stampa 3D al contrario. Mentre la stampa 3D crea oggetti costruendone gli strati in tre dimensioni, la lavorazione con macchine CNC li fresa internamente. La differenza è paragonabile a quella che esiste tra realizzare una scultura lavorando l’argilla (un processo additivo) o ricavarla scolpendola dal marmo (un processo sottrattivo). Chiaramente, per alcuni articoli solo uno dei due processi è l’ottimale, ma esistono molti altri casi in cui entrambi producono ottimi risultati. Un buon esempio è il caso in cui un oggetto stampato in 3D viene ‘finito’ mediante lavorazione con macchine CNC, magari per rifinire la superficie o aggiungere fori, scanalature o filettature. Quando è meglio mantenere distinti i due processi cosa fa uno meglio dell’altro? La stampa 3D è particolarmente utile per i disegni altamente specializzati con cavità interne e sottosquadri. Il fatto che inizi dal nulla e aggiunga strati significa che è possibile creare una varietà pressoché infinita di oggetti, limitata soltanto dalla capacità della stampante. Si tratta inoltre di un processo flessibile, per cui è possibile passare rapidamente da un lavoro all’altro. Il costo per unità di un determinato articolo è sempre lo stesso, indipendentemente dalla quantità, per articoli tecnici come nel food o nel medicale, ove si impiegano materie prime con caratteristiche particolari il costo della materia prima non è indifferente. La stampa 3D, per questi motivi, è ideale per la produzione di oggetti personalizzati, addirittura unici. Non sorprende affatto che stia diventando sempre più utile in molte applicazioni medicali e dentali, dove la si può utilizzare per personalizzare i prodotti adattandoli ai singoli pazienti.

Questo grande punto di forza può anche diventare una debolezza: la stampa 3D può essere antieconomica per alcune produzioni su larga scala. Inoltre, ci sono anche dei limiti sulle dimensioni degli oggetti stampati. Sebbene il processo sia perfetto per articoli complessi e di piccole dimensioni, attualmente permette di stampare oggetti delle dimensioni massime simili a quelle di una lavatrice (utilizzando la stereolitografia per alcuni materiali). Qui entra in gioco, a volte, la lavorazione con macchine CNC: può produrre in modo efficiente quantità considerevoli di prodotti realizzati con precisione in una varietà di materiali. I pezzi di apparecchiature e macchinari commerciali e industriali sono applicazioni particolarmente comuni, specialmente per quanto riguarda i pezzi realizzati in metalli ad alta densità. La lavorazione con macchine CNC può anche essere usata per lotti più ridotti di prodotti, ma solitamente comporta un costo unitario superiore.

Pertanto, la scelta tra stampa 3D e lavorazione con macchine CNC si riduce spesso alle dimensioni dei volumi di produzione e degli oggetti prodotti ma, quando questi fattori non sono vincolanti escludendo uno dei due processi, è possibile combinare le tecnologie ed ottenere ottimi risultati.

Si avverte nel mercato un bisogno urgente di esplorare e sviluppare questo approccio combinato. Mentre i produttori devono soddisfare le crescenti esigenze dei clienti, la tecnologia si deve adattare per stare al passo. Si tratta di offrire prodotti e servizi più efficaci, in modo più efficiente e il più rapidamente possibile. È in tale contesto che la combinazione di stampa 3D e lavorazione con macchine CNC può offrire maggiori benefici.

In particolare, le due tecnologie possono insieme contribuire a soddisfare le sfide impegnative in termini di design cui i produttori si trovano a far fronte, specialmente la richiesta di componenti e prodotti più leggeri e di articoli dalle geometrie sempre più complesse. È proprio in questi casi che la stampa 3D combinata con la lavorazione con macchine CNC è in grado di ottenere risultati superiori a quelli di qualsiasi altro processo. La flessibilità della stampa 3D viene migliorata dalla precisione della lavorazione con macchine CNC per produrre oggetti ancora più complessi.

Il trucco sta nel riconoscere il valore distintivo di ogni tecnologia ed applicarlo al design e ai processi di produzione nel modo più appropriato. Durante il ciclo di prototipazione, collaudo e produzione, la stampa 3D e la lavorazione con macchine CNC possono essere usate singolarmente in momenti diversi oppure in combinazione.