Per produrre e prototipare è possibile scegliere tra tre sistemi molto diversi, tutti ad alta sofisticazione tecnologica ed eccellenti performance, ma non ugualmente convenienti per i diversi settori.
Sia la stampa 3D che la microfusione a cera persa e le lavorazioni meccaniche di precisione a controllo numerico assicurano prodotti con la massima precisione dimensionale e il rispetto di tolleranze dimensionali minime.
Quello che cambia, però, è il processo tramite cui arrivano a questo risultato. Se pensiamo al settore dell’oreficeria, solo uno di questi metodi è davvero conveniente. Vediamo quale.
Stampa 3D
La stampa 3D “traduce” un progetto CAD in un oggetto tridimensionale utilizzando materiali come le resine o le cere. È una produzione additiva che consente di produrre oggetti dalle forme più disparate aggiungendo il materiale uno strato dopo l’altro. La stampante segue le istruzioni del software e le replica per creare un solido anche con forme estremamente complesse.
Stampanti 3D per il settore dell’oreficeria: quali opportunità?
Per i processi di prototipazione e produzione rapida in oreficeria, esistono vari tipi di stampante 3D: la stampante a filamento, a resina, a cera o a metallo prezioso. Quello che cambia è il procedimento con cui lo fanno, diverso proprio a causa delle differenti specifiche tecniche dei vari materiali.
Le stampanti 3D a filamento realizzano oggetti tridimensionali addizionando strati di filamenti plastici polimerici uno sopra l’altro. Questi filamenti vengono estrusi dalla stampante e trasferiti sul piatto di lavoro; dopo ogni strato realizzato l’asse della stampante si alza e aggiunge il successivo, fino al completamento del processo.
La stampante 3D a resina ha un laser o una luce proiettata integrata, che le permettono di indurire la resina via via che gli strati vengono aggiunti. La resina liquida in cui si immerge l’asse viene fotopolimerizzata al di sotto del piatto: in pratica, l’oggetto viene stampato a testa in giù.
La stampante 3D a cera crea oggetti aggiungendo via via gocce di cere, che si vanno a sommare alle precedenti fino ad ottenere il modello desiderato.
Le stampanti 3D a metallo prezioso esistono in commercio, ma sono ancora pochissime e – soprattutto – il loro prezzo è talmente alto da rendere l’investimento iniziale difficilmente recuperabile. Inoltre, la stampa 3D è una produzione precisa, ma estremamente lenta se paragonata alla microfusione.
Come abbiamo visto nel nostro approfondimento sul processo di microfusione a cera persa, con un solo albero vengono prodotti moltissimi pezzi allo stesso momento. Per ottenere lo stesso ritmo di produzione
con la stampa 3D, servirebbero moltissime stampanti che lavorano in contemporanea.
La stampa 3D rimane quindi un ottimo sistema per la creazione di prototipi o piccole tirature, ma non per la produzione di grandi serie, sia per il costo della macchina e del materiale che per i tempi di produzione.
Microfusione a cera persa
La microfusione a cera persa è un processo complesso. Prima di tutto si crea lo stampo in gomma in cui viene iniettata la cera, poi si procede con la saldatura delle cere ottenute sull’albero e l’immersione nella soluzione di gesso. Quando il gesso viene portato a cottura, la cera sciolta esce e il cilindro di gesso, ovvero la matrice, viene usato come guscio per la colata di metallo fuso.
La microfusione per la produzione di gioielli e accessori moda
Stiamo parlando del sistema produttivo più vantaggioso per il settore, in grado di offrire la massima produttività e una totale ottimizzazione di costi e tempi.
La microfusione, prima di tutto, non crea scarti perché si utilizza esattamente la quantità di metallo prezioso che serve. Il metallo fuso viene colato all’interno del cilindro e, una volta che si è raffreddato, si procede alla sgrappolatura. Tutti i modelli vengono staccati dall’albero, ma il metallo che teneva i vari pezzi saldati all’albero non è “a perdere”, ma viene rifuso svariate volte per nuove creazioni, senza il minimo spreco. Si tratta di un fattore essenziale per il settore orafo, che lavora con materiali che hanno costi naturalmente molto elevati.
Per quanto riguarda la qualità, possiamo contare su risultati perfetti e sempre ripetibili. Il tempo è un altro fattore chiave: grazie agli alberi in cera, possiamo produrre in poco tempo moltissimi pezzi.
Lavorazioni a controllo numerico computerizzato: fresatura e tornitura, il metodo sottrattivo
Frese e torni CNC sono strumenti eccellenti per la produzione di forme geometricamente complesse. La fresa è uno strumento rotante dotato di bordi taglienti, il tornio una macchina che fa ruotare il pezzo da lavorare mentre l’utensile da taglio rimane fermo.
Sono macchine con un altissimo livello di automazione, che leggono un software e lo convertono in movimento. Fresatura e tornitura sono, però, lavorazioni di tipo sottrattivo, ovvero che asportano il materiale da un blocco unico fino a ricavarne la forma desiderata.
Senza entrare nei dettagli del processo, è già evidente da questa premessa che fresatura e tornitura non sono adatte al settore orafo. Qualsiasi lavorazione che preveda uno scarto simile, infatti, non può essere applicata al settore dei metalli preziosi.
Quale scegliere per il settore dell’oreficeria?
La risposta è piuttosto semplice: per il mondo dell’oro e dei metalli preziosi, la microfusione a cera persa è il sistema più conveniente. La stampa 3D, oltre ad avere costi molto alti per i macchinari e i materiali, è lenta e non riesce a ottimizzare la produttività.
La fusione delle resine e dei filamenti con cui lavorano le stampanti 3D, inoltre, è molto più complessa di quella della cera, che ha il grandissimo vantaggio di sciogliersi con il calore e scivolare via completamente. C’è quindi il rischio che rimangano residui di materiale.
Le lavorazioni meccaniche di precisione, di contro, sono molto veloci ma è il metodo sottrattivo in sé che non può essere applicato al settore dell’oreficeria. Ogni spreco di metallo prezioso è un investimento mancato. E il discorso si potrebbe estendere agli altri materiali meno preziosi: anche nel caso dell’ottone, per esempio, la fresatura crea trucioli, ovvero il materiale di scarto che risulta completamente sprecato.
In conclusione, quindi, la microfusione a cera persa è la risposta migliore alle necessità del settore dei metalli preziosi perché:
- Non produce scarti
- Garantisce una ripetibilità perfetta
- Dà risultati della massima qualità
- Ottimizza costi e tempi
