Granuli
I granuli vengono caricati nella tramoggia, da cui passano alla zona di alimentazione dell'estrusore. In questa fase il materiale è composto da particelle solide separate.
Stato del materiale: granuli solidi.
FGF PRO / TECNOLOGIA
Come funzionala stampa 3Da granuli
FGF è una tecnologia di stampa diretta da granuli polimerici. Nell'estrusore il materiale fonde grazie al calore dei riscaldatori, mentre una vite rotante lo alimenta verso l'ugello. La stampante deposita il fuso strato dopo strato, formando il pezzo da un modello digitale.
Dai granuli
alla parte finita
Cosa accade al materiale nell'estrusore e durante la stampa, passo dopo passo.
Alimentazione
La vite rotante preleva i granuli e li sposta verso la parte riscaldata dell'estrusore. Il suo compito è far avanzare il materiale lungo il canale.
Stato del materiale: granuli solidi in movimento nel canale.
Riscaldamento
Nella zona di transizione vicino alla barriera termica, i granuli si riscaldano. La superficie si ammorbidisce e inizia a fondere, così i granuli a contatto si uniscono gradualmente. Al loro interno restano ancora regioni solide.
Stato del materiale: superficie ammorbidita, regioni solide all'interno.
Fuso
Dopo la barriera termica, il materiale entra nella zona di compattazione. La vite lo fa avanzare e lo compatta, riducendo gli spazi tra i granuli. Il calore fonde progressivamente le regioni solide rimaste, trasformando i granuli separati in una massa continua di fuso.
Stato del materiale: i granuli fondono progressivamente.
Ugello
Il materiale raggiunge l'ugello già fuso. La vite ne assicura l'alimentazione e il fuso esce dal foro dell'ugello sulla superficie di stampa.
Stato del materiale: il fuso esce dall'ugello.
Parte
La stampante deposita il materiale lungo percorsi definiti. Il fuso si unisce allo strato precedente e solidifica raffreddandosi. Il deposito successivo degli strati trasforma il modello digitale in una parte finita.
Stato del materiale: uno strato stampato che mantiene la forma.
Vantaggi principali
della tecnologia
Materia prima
più accessibile
La stampa diretta da granuli elimina la produzione intermedia del filamento. Ciò può ridurre i costi del materiale, soprattutto per prodotti voluminosi. Il risparmio dipende dal polimero specifico, dal fornitore e dal volume acquistato.
Ampia scelta
di polimeri
La scelta non è limitata all'assortimento di filamenti disponibili. FGF dà accesso ai termoplastici in granuli, inclusi elastomeri morbidi difficili da alimentare in forma di filo. La lavorabilità di una specifica qualità dipende dalle caratteristiche della stampante.
Potenziale di elevata
produttività
Un estrusore a vite può garantire un'elevata portata di fuso. È possibile stampare rapidamente anche con un ugello piccolo. Se la capacità dell'estrusore è sufficiente, la velocità dipende dalla meccanica della stampante, dalla geometria della parte e dalle impostazioni scelte.
Utilizzo
di materia prima riciclata
FGF permette di usare materia prima riciclata adatta senza produrre prima filamento. Questo apre la possibilità di reintrodurre termoplastici riciclati nella produzione di nuovi oggetti. L'idoneità dipende da composizione, stato e compatibilità con il sistema di alimentazione.
Limiti
della tecnologia
Il controllo del flusso dipende dalla struttura dell'estrusore. Gli altri punti riguardano anche FDM/FFF.
| Caratteristica | Effetto sul pezzo |
|---|---|
| Controllo del flusso e retrazione |
La pressione residua dopo l'arresto della vite può causare colature e fili tra le aree di stampa. Scaricare rapidamente la pressione e ripristinare un'alimentazione stabile è una specifica sfida ingegneristica. L'efficacia della retrazione dipende dalla struttura dell'estrusore e dal sistema di controllo. |
| Equilibrio tra produttività e dettaglio |
Aumentare diametro dell'ugello e altezza dello strato per migliorare la produttività influisce sui piccoli dettagli e rende più visibili gli strati. Superfici lisce e accoppiamenti precisi possono richiedere lavorazioni aggiuntive. |
| Resistenza del legame tra strati |
La fusione incompleta tra cordoni e strati adiacenti, insieme ai vuoti interni, può indebolire la parte. Occorre tenerne conto nella progettazione di prodotti soggetti a carichi e nella scelta delle condizioni di stampa. |
| Ritiro e deformazione |
Un raffreddamento non uniforme del polimero può causare imbarcamento e scostamenti dalla forma prevista. L'entità di questi effetti dipende dal materiale, dalla geometria del pezzo e dalle condizioni termiche. |
| Supporti per le parti a sbalzo |
Alcune zone a sbalzo richiedono supporti, un diverso orientamento del pezzo o modifiche al progetto. Ciò incide sul consumo di materiale e sulla lavorazione successiva. |
Confronto con altre
tecnologie di produzione
| Criterio | FDM / FFFStampa a filamento | FGFStampa a granuli | Stampaggio a iniezioneFormatura a partire da granuli |
|---|---|---|---|
| Materiali | Termoplastici in forma di filamento: rigidi, flessibili e caricati. La scelta dipende dalla disponibilità di un filamento adatto e dalle capacità della stampante. | Termoplastici in granuli, compresi elastomeri morbidi e polimeri caricati. La scelta non è limitata ai filamenti disponibili; il materiale deve essere compatibile con l'estrusore e con le condizioni di stampa. | Termoplastici in granuli, compresi elastomeri e polimeri caricati. Il grado viene scelto considerando i requisiti del pezzo, il riempimento dello stampo e le capacità dell'attrezzatura. |
| Preparazione della produzione | Preparazione del modello nello slicer e regolazione della stampa. Non serve uno stampo. Un modello modificato può essere preparato per la stampa successiva. | Preparazione del modello nello slicer e regolazione dell'estrusione e dei parametri in funzione di materiale e ugello. Non serve uno stampo. Le modifiche progettuali si effettuano sul modello digitale. | Progettazione e realizzazione dello stampo, seguite dalla messa a punto del processo. Modificare la geometria del prodotto può richiedere una modifica o la sostituzione dello stampo. |
| Geometria | Sono possibili forme complesse e cavità interne. Gli sbalzi possono richiedere supporti e accesso per rimuoverli. Pareti sottili e piccoli dettagli dipendono dall'ugello e dai parametri di stampa. | Sono possibili forme complesse e cavità interne. Gli sbalzi possono richiedere supporti e accesso per rimuoverli. Pareti sottili e piccoli dettagli richiedono un ugello adatto e un'alimentazione stabile del fuso. | Il progetto deve consentire il riempimento dello stampo e l'estrazione del pezzo. Cavità e sottosquadri possono complicare l'attrezzatura. Pareti sottili e piccoli dettagli dipendono dal progetto dello stampo e dalla fluidità del fuso. |
| Qualità del risultato | Precisione e superficie dipendono da attrezzatura, ugello, altezza dello strato e ritiro. Gli strati possono essere visibili sulla superficie. La resistenza dipende dall'unione tra le tracce e dall'orientamento di stampa. | Precisione e superficie dipendono da attrezzatura, ugello, altezza dello strato, ritiro e stabilità dell'estrusione. La resistenza dipende dalla fusione tra tracce e strati e dall'orientamento di stampa. | La superficie riproduce la finitura dello stampo. La precisione dipende da attrezzatura, ritiro e stabilità del processo. Le linee di giunzione dei flussi di fuso e l'orientamento delle fibre nei materiali caricati possono influenzare la resistenza. |
| Tempo fino al pezzo finito | Comprende preparazione, stampa, raffreddamento e lavorazioni necessarie. Il tempo di stampa dipende dalla meccanica, dalle traiettorie e dai parametri scelti. La portata disponibile è limitata dall'alimentazione del filamento e dalla capacità di fusione dell'hotend. | Comprende preparazione, stampa, raffreddamento e lavorazioni necessarie. Una stampa rapida è possibile anche con un ugello piccolo. Con una portata sufficiente dell'estrusore, il tempo dipende dalla velocità e dalle accelerazioni della meccanica, dalla geometria del pezzo e dai parametri scelti. | La prima produzione comprende la realizzazione dello stampo e la messa a punto. Dopo l'avvio, i pezzi vengono ottenuti con cicli ripetuti di riempimento, raffreddamento ed estrazione. Può essere necessario rimuovere anche canali di colata e bave. |
| Economia | Materia prima: il filamento costa generalmente più di granuli comparabili. Avvio: preparazione e regolazione senza costi per uno stampo. Pezzo: il costo dipende dal consumo di materiale, dal tempo macchina e dalla finitura. Con l'aumento del lotto, la preparazione viene ripartita su più pezzi, ma la stampa di ogni pezzo rimane nel costo di produzione. |
Materia prima: i granuli consentono di ridurre la componente materiale del costo di produzione. Avvio: preparazione e regolazione senza stampo. Pezzo: il risultato economico dipende dal consumo di materia prima, dalla produttività, dal tempo macchina e dalla finitura. Con l'aumento del lotto, la preparazione viene ripartita sull'intera produzione, mentre restano i costi di stampa di ogni pezzo. |
Materia prima: granuli. Avvio: costi di progettazione, realizzazione dello stampo e messa a punto. Pezzo: all'aumentare del lotto, il costo dell'attrezzatura viene ripartito su più pezzi e un ciclo produttivo breve riduce i costi della produzione in serie. |
Tempi, qualità e costi effettivi vengono valutati per il materiale, l'attrezzatura, la geometria e la dimensione del lotto scelti.