Prototipi
Per ONEOFF la vera materia prima è il modello matematico grazie al quale è possibile ogni tipo di tecnologia, materiale e risultato.
ONEOFF realizza modelli e prototipi da file 3D e 2D utilizzando la tecnologia più adatta allo scopo.
A seconda delle necessità si utilizza:
- prototipazione rapida
- taglio laser
- fresatura a controllo numerico
- fotoincisione
- combinazione di più tecnologie
La prototipazione rapida (RP) permette la produzione di oggetti con una geometria complessa, in poche ore e senza l'uso di utensili, direttamente dal modello matematico dell'oggetto realizzato attraverso un sistema CAD tridimensionale.
Le tecnologie tradizionali quali fresatrici o macchinari a controllo numerico permettono comunque di realizzare oggetti con ogni tipo di materiale.
L'abbinamento delle varie tecniche disponibili in house, offre quindi il vantaggio di poter scegliere a seconda delle necessità del cliente la soluzione più adatta in termini di tempi, costi e qualità.
TECH Modelli Concettuali
Sono la rappresentazione fisica di un modello per le valutazioni di stile, ergonomiche, di costo e per verifiche di progetto.
Le macchine idonee a realizzarli vengono chiamate MODELLATORI CONCETTUALI.
La differenza fondamentale di queste macchine rispetto alle altre macchine di RP è quella di riuscire a realizzare il prototipo in tempi brevissimi, così da permettere al progettista di verificare subito eventuali errori.
Le caratteristiche peculiari dei modellatori concettuali sono:
- Elevata velocità di costruzione
- Nessun problema di impatto ambientale
- Basso costo di realizzazione
Le applicazioni tipiche:
- Valutazioni di stile
- Valutazioni di costo
- Verifiche di progetto
- Verifiche ergonomiche
- Modelli per stampi in silicone
- Modelli per fusioni a cera persa
- Modelli per fusioni in sabbia
Un esempio di modellatore concettuale è la stampante 3D/tridimensionale.
La macchina nasce da un brevetto del M.I.T. di Boston ed è attualmente considerata la macchina più veloce al mondo nel settore della prototipazione rapida con una velocità di costruzione da 25 a 50 mmora.
La stampante 3D è in grado di costruire automaticamente modelli fisici tridimensionali direttamente da file CAD, permettendo ai progettisti di avere in mano un oggetto invece di interpretare un disegno 2D su carta o da schermo nel giro di poche ore.
Questa tecnologia si dimostra capace di rispondere a quattro importanti esigenze nel campo della progettazione:
Semplicità e fedeltà:
Dialoga direttamente con i più avanzati strumenti di progettazione sfruttando i modelli CAD senza alterarne minimamente gli aspetti formali;
Versatilità:
Può essere impiegata in molteplici settori quali architettura, design, moda, del giocattolo, nel prodotto domestico, automobilistico, calzaturiero, medicale, ecc...;
Velocità:
Consente di realizzare il prototipo, a partire dal suo modello CAD, in tempi molto ristretti (24 48 ore);
Economicità:
I modelli realizzati hanno un costo basso rispetto a quelli prodotti con altre tecniche RP.
COME FUNZIONA UNA STAMPANTE TRIDIMENSIONALE (3D PRINT)?
Immaginate che la vostra stampante Inkjet abbia al posto del foglio una vaschetta (tavola di costruzione) profonda 20 cm e che la testina spruzzi del legante al posto dell'inchiostro.
Immaginate ora che il modello CAD sia stato "affettato" (sliced) in strati orizzontali (layers) e che ogni sezione risultante venga riportata dalla testina della stampante sugli strati di gesso come fossero tanti fogli sovrapposti.
La macchina preleva uno strato di plaster (polvere a base di gesso o amido) dalla tavola di alimentazione e lo stende sulla tavola di costruzione.
A questo punto la cartuccia deposita il legante sullo strato di polvere steso disegnando il profilo dell'oggetto e formando la prima sezione del modello.
Un altro strato viene steso e una nuova sezione viene stampata. Il processo si ripete strato dopo strato sino a che il modello fisico è completato.
Si estrae quindi con cura l'oggetto rimuovendo la polvere in eccesso.
Vantaggi:
- La polvere in cui il modello viene costruito fa da supporto al modello stesso permettendo di realizzare modelli con sottosquadri senza la difficoltà di eliminare i supporti.
- I materiali utilizzati sono polveri a base di gesso o a base di amido, assolutamente non nocivi, biodegradabili, solidificati da un legante a base d’acqua.
- I pezzi possono essere infiltrati con cera, poliuretano, elastomero, resine epossidiche o cianoacriliche o altri materiali per realizzare specifiche proprietà meccaniche, al fine di soddisfare una vasta gamma di necessità di modellazione quali lisciatura, ceratura, verniciatura, metallizzazione, termoformatura, stampaggio in silicone, fusione a cera persa e fusioni di sabbia.
Risultato visivo del modello:
Simil gesso resinato color avorio con finitura liscia
TECH Prototipazione Rapida (RP)
Volete ridurre tempi e costi nella fase di progettazione?
Volete ridurre il numero di prototipi fisici realizzati?
Volete ridurre i costi dovuti agli errori in fase progettuale?
La prototipazione rapida (RP) è una tecnologia innovativa che permette la produzione di oggetti di geometria complessa, in poche ore e senza l’uso di utensili, direttamente dal modello matematico 3D dell’oggetto.
Ã? utile per realizzare:
- Oggetti di stile per verficarne il design,
- Prototipi fisici, per verificare gli accoppiamenti tra le parti,
- Master da utilizzare per la creazione di stampi.
Durante la fase di sviluppo di un prodotto vengono realizzate le seguenti tipologie di prototipi:
- Modelli concettuali
- Prototipi per validazione
- Prototipi tecnici
- Pezzi finali
Esistono varie tecniche di prototipazione (3D Print, Sinterizzazione Selettiva Laser, Stereolitografia).
L'idea della produzione per piani sovrapposti accomuna tutte le tecniche , che si differenziano l'una dall'altra sostanzialmente per i materiali impiegati, per il principio fisico sfruttato e per l'utilizzo a cui è destinato il prototipo.
...e l'uomo?
Utilizzando le tecniche di prototipazione rapida, il know-how e il supporto tecnico professionale si riconosce in due fasi distinte: la fase pre-production e post production.
Nella prima si valuta la bontà dei file CAD, verificando la geometria del modello matematico. Questo processo richiede un tempo difficilmente quantificabile a priori perchè totalmente dipendente dai software e dalla precisione con la quale è stato generato il modello matematico. Il modello tradotto in STL risulta descritto da una mesh di triangoli perfettamente chiusa (una sorta di pelle che ricopre l'intero volume dell'oggetto). La mesh non deve presentare buchi, triangoli sovrapposti o essere costituita da triangoli troppo grossi che renderebbero sfaccettate le superfici curve.
E' necessario che i file siano verificati da esperti nell'utilizzo di un'ampia gamma di modellatori 3D e abili nell'identificare eventuali anomalie.
Fondamentale è l'operazione di scalatura del pezzo per ottenere il prototipo con le tolleranze desiderate.
Da non sottovalutare il nesting (posizionamento in macchina) per realizzare l'oggetto con le caratteristiche formali e strutturali migliori.
Nella fase di post-produzione il modello viene sottoposto ad operazioni di asciugatura, resinatura, levigatura ed eventuali successivi trattamenti superficiali. In questa fase è richiesta l'esperienza più tradizionale della modellazione, l'abilità e la finezza della mano artigiana.
TECH Sinterizzazione Laser (SLS)
COME FUNZIONA IL PROCESSO DI SINTERIZZAZIONE SELETTIVA LASER (SLS)
Il Laser Sintering è un processo che, come il 3D Print, utilizza materiali in polvere.
I materiali utilizzati per prove ed utilizzi funzionali sono il Nylon (materiale durevole in poliammide) e il Polipropilene (PP), con proprietà molto simili ai materiali di produzione.
Per aumentare la resistenza o la rigidità del prototipo è possibile caricare la materia prima con vetro o alluminio.Le modalità operative del processo sono suddivise nelle seguenti fasi:
- La camera dove avviene la sinterizzazione (fusione della polvere) è mantenuta in atmosfera inerte, sia per minimizzare l'energia richiesta dal laser e che per minimizzare il cambiamento di volume dovuto dal cambiamento di fase, e ad una temperatura prossima a quella di fusione del materiale (185°C),
- Uno strato di polvere viene deposto da un rullo e pressato sull'elevatore,
- La radiazione laser sinterizza (fonde) la polvere dando origine al profilo della sezione (il laser impiegato è al CO2, con una potenza decisamente superiore a quello usato nella stereolitografia),
- L'elevatore si abbassa di una quantità pari allo spessore della sezione ed il processo si ripete fino al completamento del modello.
Grazie al metodo costruttivo non sono necessari supporti nel modello in lavorazione, che viene sostenuto dalla polvere non sinterizzata.
Il modello finito (red part) generalmente non necessita di post-trattamento e deve essere estratto e pulito dalla polvere non sinterizzata.
La realizzazione del prototipo però risulta essere più lunga rispetto ad altre tecniche di RP in quanto la macchina deve raggiungere i 185°C prima di iniziare il processo di costruzione e una volta terminato bisogna attendere il completo raffreddamento della camera (per un totale di 4-5 giorni).
Le dimensioni massime dei pezzi stampabili sono 380x320x400H mm. Quando le dimensioni dei prototipi superano tali dimensioni vengono scomposti in parti e successivamente assemblati.
Applicazioni tipiche:
- Tubazioni complesse che richiedono pareti sottili: Motorsport, Aerospaziale
- Contenitori e chiusure
- Ventole e connettori
- Beni di consumo per attrezzature sportive
- Cruscotti e griglie per autovetture
- Pezzi che richiedono assemblaggio
- Prototipi funzionali con performance simile ai pezzi definitivi
- Perfetto per il rapid manufacturing di basso a medio volume
- Per applicazioni mediche biocompatibili o in conformità con l’USP Classe VI
- Parti che richiedono lavorazione a macchina
- Prototipazione e produzione complesse di modelli plastici
- Prototipi per prove ingombro, di adattamento o funzionali
Caratteristiche:
- Eccellente finitura superficiale e definizione dei dettagli
- Facile da utilizzare
- Compatibile con i test USP di Classe VI
- Tollera la sterilizzazione in autoclave
- Buona resistenza chimica e basso assorbimento di umidità
Vantaggi:
- Proprietà e funzionalità meccaniche equilibrate
- Produce prototipi resistenti a prove funzionali
- Genera pezzi definitivi durevoli senza bisogno di stampi
- Crea parti accurate e ripetibili quante volte necessarie
- Lavorabile a macchina e verniciabile per dimostrazioni
Materiali disponibili:
DURAFORM PA
- Risultato visivo del modello: poliammide bianco (Nylon) con finitura liscia
- Strato di costruzione (spessore dei layer): 0,1 mm
- Spessore minimo accettabile pareti del modello: ≥ 0,8 mm
- Volume massimo di costruzione XYZ: 380x320x400H mm
- Superando tali dimensioni si procede alla scomposizione in parti ed al successivo assemblaggio
TECH Stereolitografia (SLA)
COME FUNZIONA IL PROCESSO STEREOLITOGRAFICO DI PRECISIONE (SLA)?
La stereolitografia è una tra le tecniche più diffuse di RP.
Anche con questa tecnica il modello viene realizzato per sovrapposizione di piani.
Il materiale utilizzato è una resina epossidica allo stato liquido, solidificata strato dopo strato per mezzo di un raggio laser.
Utilizzando un appropriato programma CAD, al file 3D vengono aggiunti dei sostegni e si procede alla suddivisione in una serie di sezioni 2D
Il processo vero e proprio avviene all'interno di una vasca di resina liquida che viene colpita da un raggio laser ad ultravioletti.
Ogni sezione viene disegnata individualmente sulla superficie della resina liquida fotosensibile.
La resina si solidifica con l'esposizione alla luce UV (processo di polimerizzazione).
Ad ogni strato successivo, la piattaforma della macchina si abbassa all'interno della vasca.
Per evitare che il modello collassi all'interno della vasca, vengono costruiti dei supporti che vengono realizzati con lo stesso procedimento e nello stesso momento in cui viene creato il modello.
Per ragioni di tempo di polimerizzazione il laser non può solidificare integralmente la sezione, ma si limita al suo profilo ed ad un certo numero di linee che congiungono il perimetro interno con quello esterno.
Al termine di questa fase, il particolare (green part) è solidificato all'esterno ma non completamente all'interno (red part).
Il post-trattamento consente di completare il processo di polimerizzazione. Quest’ultimo consiste nell’esposizione del modello ad una lampada ad ultravioletti.
La durata di questo processo è in funzione delle dimensioni del particolare.
Completato il post-trattamento si provvede all’asportazione dei supporti e alla finitura del pezzo.
Il risultato sarà un modello solido in resina traslucida o bianca a seconda delle applicazioni finali con una tolleranza di 0.1 mm dal modello CAD.
I pezzi possono essere utilizzati per effettuare controlli di forma, funzionalità del progetto e come campione per processi di lavorazione secondari per piccole produzioni di parti in plastica o metallo.
Materiali disponibili:
WATERSHADE XC 11122
- Fotopolimero liquido a bassa viscosità che produce particolari robusti e resistenti all'acqua con proprietà simili ad ABS.
- Risultato visivo del modello: trasparente ottico, praticamente incolore
- Strato di costruzione (spessore dei layer): 0,125 mm [Min. - 0,05 mm (0.002 in); Max - 0,15 mm (0.006 in)]
- Spessore minimo accettabile pareti del modello: ≥ 0,5 mm
- Volume massimo di costruzione XYZ: 500x500x450H mm
- Superando tali dimensioni si procede alla scomposizione in parti ed al successivo assemblaggio.
L'utilizzo di questo materiale risulta ideale per applicazioni automotive, medical e consumer electronics, quali:
- Lenti
- Packaging
- Analisi dei flussi
- Test aerodinamici
- Modelli per stampi
- Modelli concettuali duraturi
- Particolari con dettagli molto precisi
- Progetti di stile
- Verifiche di assemblaggio
Caratteristiche:
- Aspetto e consistenza dell'ABS
- Resistenza all'acqua
- Straordinaria risoluzione dei dettagli e precisione
Vantaggi:
- Semi trasparenza del materiale che consente la vista interna degli oggetti realizzati.
ACCURA 25
- Proprietà e aspetto del polipropilene ed elevata flessibilità con ottimo mantenimento di forma.
- Risultato visivo del modello: bianco
- Strato di costruzione (spessore dei layer): 0,125 mm [Min. - 0,05 mm (0.002 in); Max - 0,15 mm (0.006 in)]
- Spessore minimo accettabile pareti del modello: ≥ 0,5 mm
- Volume massimo di costruzione XYZ: 350x350x320H mm
- Superando tali dimensioni si procede alla scomposizione in parti ed al successivo assemblaggio.
Applicazioni tipiche:
- Componenti funzionali e mock-ups per: elementi di stile per auto (finiture, plancie ed altre componenti), componenti elettronici, giocattoli, componenti a scatto
- Modelli per repliche siliconiche
- Alternativa alla lavorazione CNC per produrre piccoli lotti di pezzi in polipropilene
- Simulazione di elementi stampati ad iniezione
- Modelli concettuali e marketing
- Particolari con dettagli molto precisi
- Verifiche di assemblaggio
Caratteristiche:
- Aspetto e consistenza del polipropilene stampato
- Elevata flessibilità con ottimo mantenimento di forma
- Straordinaria risoluzione dei dettagli e precisione
- Elevata velocità di produzione
- Stili di costruzione sviluppati e collaudati
Vantaggi:
- Maggiori opportunità di mercato per i modelli
- Prototipi funzionali affidabili e robusti
- Adatto come master in processi di replica
NANOTOOL
- Materiale composito di grande robustezza, rigidità e resistente alle alte temperature. Questo materiale di terza generazione è denso di nanoparticelle non cristalline che permettono una lavorazione più rapida. In confronto ad altri materiali compositi per stereolitografia, presenta una qualità superiore nelle pareti laterali e una eccellente risoluzione dei dettagli.
- Risultato visivo del modello: bianco crema con superfici lisce.
- Strato di costruzione (spessore dei layer): 0,125 mm [Min. - 0,05 mm (0.002 in); Max - 0,15 mm (0.006 in)]
- Spessore minimo accettabile pareti del modello: ≥ 0,5 mm
- Volume massimo di costruzione XYZ: 250x250x260H mm
- Superando tali dimensioni si procede alla scomposizione in parti ed al successivo assemblaggio.
Applicazioni tipiche:
- prototipi che si prestano per il rivestimento metallico
- parti robuste e rigide per esposizione ad alte temperature
- Test aerodinamici / gallerie del vento aerospace, automotive
- stampi per iniezione
- Particolari con dettagli molto precisi
- Progetti di stile
- Verifiche di assemblaggio
Caratteristiche:
- grande robustezza e rigidità
- resistenza alle alte temperature utilizzando macchine per stereolitografia convenzionali
- elevata velocità di produzione e precisione
- qualità superiore nelle pareti laterali
- eccellente risoluzione dei dettagli
