Valutazione tecnico-economica delle tecnologie additive per la produzione di componenti plastici per applicazioni elettriche

This work analyzes the additive manufacturing market, with a particular focus on technologies that use polymeric materials. The primary objective is to identify effective solutions to replace traditional injection molding for low-volume, non-aesthetic plastic components, leveraging the advantages offered by additive manufacturing. To achieve this goal, the materials available on the market, provided by various manufacturers, are analyzed in detail. These materials are selected based on their mechanical and fire-resistant properties, aiming to find alternatives that exhibit similar characteristics to those commonly used in injection molding, such as polycarbonate (PC) and ABS. Once potentially suitable materials are identified and relevant samples are obtained, they are subjected to a series of tests. Initially, the tests are conducted according to an internal testing specification, followed by tests that comply with the current standards for each type of component. The tests include mechanical, thermal, and fire resistance assessments, such as the Glow Wire Test (GWT) at temperatures of 650°C and 850°C, which are essential for evaluating the safety and reliability of the materials under typical electromechanical component stresses. Only materials that pass all tests are considered suitable for replacing traditional injection molding. This rigorous selection process allows for the identification of a range of materials appropriate for various applications. At the end of the selection process, several materials are identified as suitable. For each material and component, a cost analysis is conducted, comparing the costs associated with additive manufacturing to those of injection molding. This comparison determines the maximum production volume for which additive manufacturing is economically advantageous.

Questo lavoro analizza il mercato dell’additive manufacturing, con particolare attenzione alle tecnologie che utilizzano materiali polimerici. L'obiettivo principale è individuare soluzioni efficaci per rimpiazzare la tradizionale produzione ad iniezione di componenti plastici a basso volume annuo e non estetici, sfruttando i vantaggi offerti dalla produzione additiva. Per raggiungere questo scopo, vengono analizzati dettagliatamente i materiali disponibili sul mercato, forniti dai diversi produttori. Questi materiali sono selezionati in base alle loro proprietà meccaniche e ignifughe, cercando di trovare alternative che presentino caratteristiche simili ai materiali comunemente utilizzati nella produzione ad iniezione, come il policarbonato (PC) e l'ABS. Una volta identificati i materiali potenzialmente idonei e ottenuti i relativi campioni, questi sono sottoposti a una serie di prove. Inizialmente, le prove sono eseguite in conformità a un capitolato di prova interno, per poi passare a test conformi alle normative vigenti per ciascun tipo di componente. Le prove includono test di resistenza meccanica, termica e al fuoco, tra cui il Glow Wire Test (GWT) a temperature di 650°C e 850°C, fondamentali per valutare la sicurezza e l'affidabilità dei materiali sotto sollecitazioni tipiche dei componenti elettromeccanici. Solo i materiali che hanno superato tutte le prove sono considerati idonei per la sostituzione della produzione tradizionale ad iniezione. Questo rigoroso processo di selezione permette di delineare una rosa di materiali adatti per le diverse applicazioni. Alla fine della selezione, diversi materiali vengono identificati come idonei. Per ciascuno di essi e per ogni componente, viene eseguita un’analisi dei costi, confrontando i costi associati alla produzione additiva con quelli derivanti dalla produzione ad iniezione. Questo confronto permette di determinare il volume massimo di produzione per il quale l'additive manufacturing risulta economicamente vantaggiosa.