Mentre sono in corso dibattiti sull’opportunità o meno di produrre fasteners con la stampa 3D, argomento che tratteremo prossimamente, volgiamo l’attenzione al ruolo degli inserti nel mercato della produzione additiva e analizziamo i benefici che questi componenti offrono a questo settore.
Nell’arco di pochi anni il mondo dell’Additive Manufacturing, o produzione additiva, è stato protagonista di una rapida evoluzione che lo ha portato dall’avere una funzione prettamente prototipale a quella produttiva nel senso più pieno del termine. Oggi, infatti, non è così inconsueto utilizzare processi produttivi basati sull’aggiunta di materiali che, in alcuni casi, riescono ad essere più competitivi rispetto a processi omologhi basati sull’asportazione. Con l’Additive Manufacturing, forme particolari o lotti di piccole dimensioni (per non parlare di pezzi unici) non solo sono realizzabili in modo vantaggioso, ma assicurano gli stessi standard tecnologici di pezzi ottenuti con le lavorazioni tradizionali. Tuttavia, se si considerano in particolare i materiali plastici, vi sono limiti evidenti legati alle proprietà dei materiali stessi: nessuna filettatura in plastica riuscirà mai a competere con una in metallo. Superando questo limite, il fastener diventa un elemento complementare della produzione additiva perché supporta la realizzazione di pezzi migliorando le prestazioni del materiale plastico in cui sono ospitati, facilita l’accoppiamento delle parti e, cosa non trascurabile, il processo è economicamente competitivo.
La tecnologia di stampa 3D di materiale plastico (prevalentemente ABS, PLA e Nylon, ma anche policarbonato, ASA, o Ultem) ha il suo tallone d’Achille nell’accoppiamento delle parti poiché è sempre difficile creare giunzioni resistenti tra elementi in plastica. Anche la filettatura più precisa si rovina facilmente quando la vite viene inserita e rimossa più volte in un materiale duttile, ad esempio per eseguire una manutenzione o perché è stata inserita male. In questi casi è conveniente ricorrere agli inserti filettati che vengono inseriti a freddo, a caldo o con tecnologia agli ultrasuoni dopo aver realizzato il pezzo. Tali inserti sono progettati con apposite zigrinature godronate sulle pareti del cilindro; ogni inserto ha una propria zigrinatura ma tutte garantiscono elevata resistenza alla trazione e alla coppia per impedire la fuoriuscita del fastener in caso di strappi e inibire rotazione dell’inserto nel materiale plastico. Il filetto realizzato tramite l’inserto in metallo, resiste molto bene a numerosi cicli di montaggio/smontaggio e assicura lunga vita ai componenti nei quali è ospitato. Cosa importante, le caratteristiche strutturali del pezzo su cui è stato inserito restano inalterate. Il montaggio degli inserti in plastica sul pezzo si esegue di norma in manuale, con apposite saldatrici.
Nel caso di volumi consistenti il processo può essere automatizzato; il margine di errore nel montaggio è molto basso poiché gli inserti difficilmente si spostano durante l’installazione. Oltre alla rapidità e precisione del montaggio, è da sottolineare come gli inserti per materie plastiche non richiedano particolari accorgimenti in fase di progettazione. Se si escludono gli elementi della gamma Screw-Sert e, in casi eccezionali, alcuni tipi con testa, gli inserti si installano a livello con la superficie del pezzo in plastica che li ospita. La realizzazione del foro non richiede particolari accorgimenti purché gli si garantisca un diametro interno regolare e sia senza svasature di imbocco. Sul mercato sono disponibili versioni standard con testa o versioni a prigioniero (con o senza testa), per soddisfare la gran parte delle applicazioni produttive. In particolare, le prime si usano per garantire una maggiore area di contatto perché il foro nel componente da accoppiare è fuori misura, quando il materiale di accoppiamento è tenero, o per realizzare contatti elettrici. Cosa importante, se utilizzata in direzione inversa, la testa può anche essere usata per migliorare il rendimento della resistenza a trazione nei fori passanti.
