Colmare il divario tra la stampa 3D in plastica e metallo

Coprimozzi in plastica stampati in 3D di Formlabs per un microbus VW in edizione speciale. RePliForm ha galvanizzato i coprimozzi. Formlabs

Secondo Analisa Russo di Formlabs, la galvanizzazione può trasformare una parte in plastica stampata in 3D in una parte per uso finale altamente funzionale.

Il responsabile della comunità tecnica dell'azienda è stato coinvolto per la prima volta nella galvanica di parti prodotte con la tecnica additiva mentre lavorava a un progetto per ricreare una versione del microbus Volkswagen del 1962.

VW e Autodesk hanno progettato i coprimozzi da stampare in 3D per il veicolo. Successivamente, il team di Russo presso Formlabs, Somerville, Massachusetts, ha stampato i coprimozzi su stampanti 3D in stile stereolitografia (SLA). Quindi RePliForm, un negozio di galvanica personalizzato a Halethorpe, nel Maryland, ha applicato uno strato di rame e nichel spesso 0,004 pollici sulla superficie.

Le parti risultanti sembrano di metallo. Ma rispetto ai coprimozzi in metallo stampati in 3D, le versioni in resina plastica/placcate potrebbero essere prodotte con la stessa rapidità con cui il design si è evoluto e con vincoli geometrici minimi.

La galvanica delle resine stampate in 3D è una buona opzione per qualsiasi numero di applicazioni. "I dati di resistenza e rigidità di una resina elettrolitica colmano perfettamente il grande divario tra plastica e metalli", ha affermato Russo.

Oltre ai dispositivi automobilistici, la tecnica ibrida può essere utilizzata per realizzare attrezzature di produzione, che devono mantenere la stabilità dimensionale nel tempo, e per parti elettriche leggere come le antenne.

“Le antenne sono un bellissimo esempio di combinazione della complessità geometrica della stampa 3D con la funzionalità del rivestimento metallico”, ha affermato Russo. “Abbiamo già visto alcuni progetti di antenne con canali interni davvero complessi che possono essere realizzati solo tramite la stampa 3D, seguiti da rivestimenti in rame di elevata purezza e altamente conduttivi”, ha affermato.

Il fondatore e CEO di RePliForm, Sean Wise, galvanizza parti SLA dal 2002. I test condotti dalla sua azienda mostrano che la galvanica aumenta la resistenza alla trazione delle stampe SLA di tre volte, la resistenza alla flessione di quasi dieci volte e la rigidità di quattro volte.

"Le persone non si rendono conto di quanto possano essere resistenti i rivestimenti elettrolitici", ha affermato Wise. "Possiamo ottenere una parte molto robusta perché stiamo realizzando un composito con un rivestimento esterno in metallo che è da 10 a 15 volte più resistente del substrato di plastica."

Per quanto riguarda i costi, galvanizzare una parte in plastica con un rivestimento non cosmetico di rame e nichel da 50 a 75 micron costerebbe all'incirca lo stesso prezzo al dettaglio di una parte in plastica stampata da un ufficio di servizi, ha affermato Wise. Ha aggiunto che altri fattori aumenterebbero o abbasserebbero il costo e che l'esborso per la placcatura sarebbe inferiore con l'aumento dei volumi dei pezzi.

I coprimozzi VW così come stampati, prima della galvanica. Formlabs

Wise ha stimato che ordinare quattro parti SLA placcate con 50 micron di rame e nichel costerebbe un totale di 456 dollari contro 1.600 dollari per quattro parti in acciaio inossidabile stampate in 3D.

Wise ha affermato che quando l’aspetto è fondamentale, le parti stampate con la tecnologia SLA sono più adatte alla galvanica rispetto a quelle stampate con sinterizzazione laser selettiva o metodi a filamento. Ha aggiunto che la sua officina stampa parti stampate con tutte e tre le tecnologie.

"Un vero vantaggio della stereolitografia è che si ottiene un'enorme risoluzione con il laser UV che polimerizza una resina fotopolimerica", ha affermato Wise. "È un buon punto di partenza se stai cercando qualcosa con una finitura piacevole e controllata, che si tratti di una consistenza fine o di una superficie molto liscia."

Tuttavia, possono sorgere problemi quando si applica una sottile placcatura di metallo sulla parte stampata. Uno è che la superficie metallica lucida evidenzia anche la più piccola imperfezione, comprese le linee degli strati e altri artefatti lasciati dal processo di stampa.

"Con la stampa SLA hai sempre un'impalcatura di supporto che collega la parte alla piattaforma di costruzione", ha spiegato Russo. “Normalmente questi vengono rimossi tagliando e levigando i punti di supporto e tali artefatti rimangono anche dopo la rimozione della struttura. "Ho imparato a mie spese che la galvanoplastica evidenzierà anche i difetti superficiali più sottili e li renderà ad altissimo contrasto", ha continuato. "Per evitare che questi segni vengano visualizzati sulle superfici cosmetiche, è importante orientare la parte nella stampante per nasconderli in un'area dove non saranno visibili durante l'uso finale."