Post-processo su parti realizzate in materiale plastico

I pezzi e componenti realizzati in materiale plastico si prestano a diversi trattamenti di post-processo e finiture volta ad ottenere un’elevata resa estetica, effetti particolari o specifiche caratteristiche tecniche e funzionali.

Post estrazione

L'additive manufacturing industriale prevede sempre una fase immediatamente successiva alla produzione del pezzo che si svolge in un reparto dedicato e varia in base alla tecnologia utilizzata. Per le tecnologie che lo richiedono, come ad esempio la stereolitografia, la fase di post estrazione comincia con la rimozione dei supporti, per altre tecnologie si inizia invece semplicemente pulendo i pezzi estratti dalla macchina. Successivamente la superficie viene resa omogenea tramite trattamenti appositi, come la micro-pallinatura e la sabbiatura.

Sabbiatura

Nel caso specifico delle tecnologie HP ed SLS è possibile utilizzare un trattamento di impregnazione colorata, definito color Dyeing, in cui il pezzo viene sottoposto all’assorbimento d’una notevole quantità di un apposito inchiostro, generalmente nero, così da ottenere un aspetto estetico più omogeneo.

Nel corso della fase di post estrazione vengono svolte anche operazioni volte a facilitare il successivo assemblaggio dei pezzi, se previsto, tramite il corretto dimensionamento delle aree critiche.

Verniciatura

Fra le finiture disponibili, la verniciatura è certamente l’attività di post-processo più comune ed applicabile ad un ampio numero di casi. La verniciatura permette di definire una serie di caratteristiche fra cui il colore, da RAL o Pantone, il livello di finitura, lucido, opaco o goffrato, ed altri parametri specifici (colore fluo, metallizzato, ecc.).

Verniciatura

Per un risultato estetico di alta qualità è fondamentale la preparazione della superficie da verniciare che sarà più o meno complessa a seconda della tecnologia utilizzata per la produzione del pezzo: alcune tecnologie, come la stereolitografia, si prestano maggiormente a particolari estetici, altre tecnologie, come SLS, HP e FDM sono invece più orientate agli aspetti funzionali e richiedono pertanto una preparazione superiore nel caso si intenda procedere con la verniciatura.

La preparazione della parte prevede la lisciatura del pezzo e l’eventuale stuccatura, segue se necessario la mascheratura, per le zone su cui selettivamente non viene applicata la vernice, si prosegue poi con la stesura del primer e, infine, con l’applicazione della vernice.

È possibile stabilire il livello di verniciatura desiderato: da un semplice strato di colorazione spray ad una verniciatura vera e propria con precise caratteristiche.

Verniciatura

Lisciatura

La lisciatura riduce notevolmente la rugosità superficiale del pezzo portandola ai valori necessari per il progetto.
Trattandosi di un processo manuale è possibile una perdita di qualità in termini di dettaglio e di forma, soprattutto quando i pezzi sono di piccole dimensioni: diventa dunque fondamentale la competenza manuale di chi si occupa del processo.
La lisciatura può essere utilizzata anche per preparare il fondo in vista di una verniciatura estetica.

Lucidatura

La lucidatura di materiali termoplastici si può ottenere manualmente, termicamente, chimicamente o tramite fresatura con utensili diamantati.
L’attività riveste importanza cruciale quando il prototipo deve necessariamente essere trasparente come nel caso, ad esempio, di un guidaluce. Una corretta lucidatura garantisce la perfetta corrispondenza, qualitativa e quantitativa, della resa luminosa, tra il prototipo e quella che sarà la produzione in serie.

Verniciatura e lucidatura trasparente

La naturale riduzione delle asperità dovute a lucidatura risulta particolarmente evidente nelle stereolitografie dove, partendo da una resina trasparente, si arriva ad un livello di trasparenza superiore prima lucidando il pezzo e poi applicando un’apposita vernice che riempie le micro imperfezioni della superficie.

Metallizzazioni

Diversi trattamenti industriali realizzati su pezzi definitivi sono replicabili a livello prototipale; è il caso delle metallizzazioni da processi galvanici che generalmente sono eseguite tramite cromatura e nichelatura.

I processi galvanici, data la complessità dell’operazione (preparazione del bagno, attivazione, ecc.), richiedono produzioni con un quantitativo importante di pezzi e poco si prestano all’ambito prototipale che si avvale invece della metallizzazione sottovuoto per ottenere lo stesso effetto estetico. La metallizzazione sottovuoto permette di rivestire il pezzo con un sottile strato di materiale metallico, rendendo la superficie metallizzata; per la buona riuscita della metallizzazione risulta fondamentale una buona preparazione del fondo poiché lo strato di metallo applicato è estremamente sottile e dunque non sufficiente a coprire eventuali imperfezioni.

Metallizzazione

La metallizzazione sottovuoto risulta molto conveniente a livello prototipale e permette di lavorare anche su piccoli lotti o pezzi singoli. Per prototipi realizzati in materiali plastici molto comune è l’alluminatura, più fragile rispetto a nichelatura e cromatura, ma adatta all'uso prototipale.

Altre finiture estetiche

Fra le finiture estetiche disponibili per pezzi realizzati in materiale plastico troviamo floccatura, soft-touch, serigrafia e tampografia, laseratura o laser-etching, PVD e sputtering.

La floccatura non è dissimile da una verniciatura e consiste nell’applicazione di fibre che creano sulla superficie del pezzo un effetto velluto.

Simile alla floccatura è la realizzazione di una superficie “soft touch”, una superficie morbida che può avere sia una funzione estetica che funzionale aumentando il grip.

Serigrafia e tampografia sono tecnologie di trasferimento in cui si applica un layer di vernice in modo selettivo grazie ad un telaio serigrafico (si utilizza ad esempio per applicare loghi, simboli o indicazioni sui pulsanti, ecc.). La serigrafia si utilizza su superfici piane, mentre la tampografia su superfici curve.

La laseratura o laser-etching è una sorta di incisione o marcatura realizzata tramite laser. Pur avendo una funzione simile a quella di serigrafia e tampografia, differisce da queste poiché garantisce un risultato di lunga durata: elementi apposti sul componente con una vernice possono sbiadire o svanire col tempo e con l’uso continuativo, nel caso della laseratura invece, trattandosi di una marcatura impressa nel materiale, viene garantita la leggibilità in modo duraturo ( una caratteristica particolarmente utile nei casi in cui sia necessario un codice identificativo del pezzo per garantirne la tracciabilità).

PVD e sputtering sono metodi di stratificazione simili alla metallizzazione che permettono di ottenere colori molto brillanti e di grande resa estetica.

Post processo estetico

Trattamenti di post-processo funzionale

Pezzi e componenti realizzati in materiale plastico non presentano le problematiche tipiche del metallo e, di solito, non richiedono trattamenti di post-processo per essere funzionali. Tuttavia è possibile servirsi di alcuni trattamenti per ottenere particolari caratteristiche.

Ad esempio, per materiali come quelli utilizzati nella tecnologia SLS è possibile realizzare un apposito trattamento per rendere il pezzo idrorepellente: si procede ad una impregnazione che che chiude le micro-porosità e gli interstizi del materiale rendendolo resistente all’acqua.

Altri esempi sono la ramatura, che permette di isolare elettricamente o elettro-magneticamente la parte interna di un pezzo plastico grazie alla copertura in metallo, e la metal encapsulation che incapsula il pezzo plastico all'interno di una struttura metallica. La metal encapsulation è un processo galvanico che inizia solitamente con l’applicazione di uno strato di rame su cui si aggiungono altri layer di materiale (tipicamente nichel), in modo da ottenere particolari prototipali a base plastica con resistenze meccaniche superiori in funzione degli strati di metallo aggiunti. L’incapsulazione è possibile non solo con metalli, ma anche con vetro-resina.