Reverse engineering e stampa SLS per pezzi di attrezzature

Oggi non è facile reperire pezzi di ricambio, sia che si tratti di sostituti per componenti, meccanismi o, più in generale, dispositivi vari.

Quando la necessità investe le attrezzature di un sistema produttivo, le conseguenze possono rivelarsi dannose per l’azienda: l’attesa per il ricambio può infatti tradursi in un ritardo nel ciclo di lavoro, con ingente perdita denaro.

Si può superare questa problematica affidandosi a tecnologie e materiali avanzati.

Ne è esempio il caso della ricostruzione di una staffa di fissaggio con attacco a “T” attraverso il processo di reverse engineering, stampa 3D professionale (sinterizzazione laser selettiva) e materiale composito caricato fibra di carbonio.

La staffa in questione è fissata a un attuatore elettrico lineare per la movimentazione di un frangisole di grandi dimensioni.

Per l’usura del tempo e il prolungato utilizzo, questo pezzo si è rotto in tre parti rendendo impossibile l’apertura e chiusura del sistema di schermatura.

L’inconveniente è stato trasformato in un’occasione per attuare un test sul campo, finalizzato a dimostrare che è possibile affidarsi alle tecnologie più avanzate per creare, in tempi brevi, il sostituto di un pezzo che risulterà identico, in tutto e per tutto, all’originale.

La soluzione: stampare i pezzi in 3D

Crp Technology ha messo a disposizione le sue tecnologie e soluzioni all’avanguardia per effettuare il test di ricostruzione del componente.

Il primo passo è la valutazione del file 3D del componente da costruire.

Già a questo punto, però, gli esperti di Crp si sono trovati di fronte ad un ostacolo: il proprietario del frangisole non era in possesso del file 3D del pezzo.

Grazie all’esperienza acquisita e alle tecnologie a disposizione internamente, il team è riuscito a superare la difficoltà affidandosi all’ingegneria inversa/reverse engineering: tale processo, infatti, consente di risalire alle geometrie dell’oggetto reale quando non si ha a disposizione la sua geometria 3D, e in seguito è possibile procedere a modifiche, adattamenti o semplicemente alla sua costruzione.

Creazione del file di stampa 3D con reverse engineering

La staffa, rotta in tre parti, è stata incollata per ridarle la sua forma originaria e garantire così la corretta procedura di ingegneria inversa.

Gli esperti di CRP Technology hanno quindi applicato il processo di ingegneria inversa, caratterizzato da alcune fasi:

  • Rilievo - scansione laser dell’oggetto (staffa di fissaggio). Questa fase consiste nell’acquisizione digitale delle superfici del pezzo (mesh: trama della superficie espressa da triangoli) via scanner. In questo modo si ottiene la forma 3D dell’oggetto rilevato con un grado di precisione che arriva al decimo di millimetro.
  • Modellazione parametrica del file 3D STL / Creazione delle superfici

Dalla mesh, tramite utilizzo di software appositi, si procede alla creazione delle superfici (si tratta di superfici generate da curve espresse da modelli matematici). Le diverse parti ottenute vengono quindi unificate per generare una unica superficie che ricalca il modello originale scansionato, con una precisazione variabile da alcuni decimi di millimetro.

Costruzione del pezzo funzionale con Windform SP

Ottenuto così il file Stl, il team tecnico di Crp Technology ha potuto procedere nella costruzione fisica del pezzo: dopo aver studiato il file, gli esperti di Crp Technology hanno scelto i materiali compositi Windform Top-Line e la tecnologia di sinterizzazione laser selettiva.

Come materiale di realizzazione, è stato scelto il Windform SP, materiale composito a base poliammidica caricato con fibre di carbonio della linea Top-Line.

Windform SP presenta elevati valori di allungamento alla rottura e di resilienza, oltre ad ottime caratteristiche meccaniche e di resistenza al danneggiamento, urti e vibrazioni.

La realizzazione del pezzo, dalla scansione dell’originale alla costruzione via stampa 3D del nuovo, si è svolta in pochi giorni. Dai controlli effettuati sulla staffa in Windform® SP, gli esperti di CRP Technology si sono detti molto soddisfatti del risultato ottenuto.

La staffa in Windform SP è stata comunque sottoposta a verifica dimensionale per accertarne la conformità all’originale.

Terminata la fase di validazione, il pezzo in Windform® è stato montato al posto di quello rotto.

Anche il test sul campo ha portato ad ottimi risultati, e il corretto funzionamento del frangisole è stato ripristinato.

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