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Jun 09, 2023

La tesi di laurea commissionata da iFactory3D conferma la fattibilità finanziaria delle stampanti 3D a nastro rispetto alle stampanti 3D cartesiane

La start-up tedesca iFactory3D ha commissionato e supervisionato una tesi di laurea sulla “ Fattibilità economica e applicabilità delle stampanti 3D a nastro per la produzione in serie nelle aziende manifatturiere”. in agosto

La start-up tedesca iFactory3D ha commissionato e supervisionato una tesi di laurea sulla “ Fattibilità economica e applicabilità delle stampanti 3D a nastro per la produzione in serie nelle aziende manifatturiere”.

Nell'agosto 2022 la tesi è stata inoltrata al corso di laurea WIM in Ingegneria industriale e gestionale presso l'Università di Scienze Applicate di Düsseldorf. La tesi indaga la redditività economica e la fattibilità delle stampanti 3D a nastro rispetto alle tradizionali stampanti 3D cartesiane FFF/FDM. È stato eseguito un calcolo dell'efficienza economica per determinare la tariffa oraria della macchina utilizzando cinque componenti campione da incorporare (un angolo del motore, un alloggiamento, un condotto per cavi, un anello e una soletta).

“Grazie all’automazione ad essa associata, una stampante 3D per cintura può ridurre significativamente i costi di produzione e competere con la tecnologia di stampaggio a iniezione. Pertanto, per le PMI e i singoli imprenditori conviene utilizzare la tecnologia di stampa 3D nella produzione in serie. iFactory3D porta la produzione in serie automatizzata nella produzione additiva”, ha affermato Artur Steffen, CEO di iFactory3D.

Quali risultati sono stati ottenuti dalla tesi?

La tesi ha rilevato che le spese variabili per la stampante 3D da cintura (iFactory3D One Pro) sono risultate più economiche in tutti i casi rispetto a una stampante 3D FDM/FFF standard (Ultimaker S3 / S5). Tutti e cinque i componenti del campione possono essere sviluppati a un prezzo unitario inferiore utilizzando una stampante a nastro 3D. Grazie all’angolo di stampa di 45°, la stampa 3D su nastro richiede materiale minimo ed è possibile stampare strutture complesse senza bisogno di strutture di supporto. La lunghezza illimitata dello spazio di installazione è un ulteriore vantaggio della stampante 3D da cintura. Mentre per stampare i componenti erano necessari due modelli cartesiani, la stampante 3D a nastro era in grado di gestire tutte le dimensioni dei componenti selezionati e di produrre parti in un unico pezzo, senza interruzioni. Poiché la stampante 3D da cintura può funzionare per settimane e produrre ininterrottamente, riduce le spese extra per il personale e le lunghe attese – osserva la tesi.

L'elevato risparmio per componente per un pezzo più grande come la canalina per cavi è dovuto al fatto che, a differenza della S3 o anche della più grande S5 di Ultimaker, con la One Pro è possibile stampare costantemente i 1,50 m necessari in un unico pezzo. Poiché al posto di un piano di stampa rigido e quindi limitato viene utilizzato un nastro trasportatore, non vi sono limitazioni alle dimensioni dell'asse z. La canalina per cavi, invece, è stata divisa in otto parti per lo spazio di assemblaggio S3 e ha dovuto essere stampata in due tirature perché solo quattro alla volta possono ospitare l'area di stampa. Di conseguenza, la S3 impiega il 66% in più per stampare. Il necessario riavvio del processo di stampa aumenta il costo di produzione in termini di ore lavorative. Nel complesso, il costo unitario per il pezzo più grande stampato sulla S3 è circa 3,5 volte quello della stampante da cintura One Pro 3D.

Quando si generano grandi quantità di piccoli componenti stampati su una stampante cartesiana, come un anello (distanziatore) o un angolo motore, gli oggetti devono essere rimossi manualmente dalla piattaforma di costruzione rispettivamente dopo 30 o 50 parti stampate, quando il pannello di costruzione è a piena capacità . Con la stampante 3D da cintura costantemente in funzione, questo passaggio è escluso, risparmiando sui costi del personale. Grazie al risparmio sui costi variabili, One Pro raggiunge sempre un livello in cui i costi di produzione totali sono inferiori. I costi fissi complessivi sono stati inferiori di circa il 9% con la Ultimaker S3, che soddisfa il piccolo divario di prezzo nei costi di acquisizione. Tuttavia, a causa delle minori spese operative – sia per i dipendenti che per l’energia elettrica – e del minor consumo di materiale, l’utilizzo di una stampante a nastro prima o poi si ripaga da solo, a seconda del componente, secondo lo studio.

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