Stampa 3D in metallo: Come funziona il processo additivo?
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La stampa 3D metallo è la linea di confine tra presente e futuro della produzione industriale.
A differenza dei processi di produzione convenzionali o sottrattivi, la produzione additiva costruisce una parte utilizzando un processo strato per strato direttamente da un modello digitale, senza l’uso di stampi o matrici che impiegano più tempo, più materiale per il processo di produzione, con costi ben superiori.
La stampa 3D in metallo: Generalità
Il processo additivo è stata utilizzato come strumento di progettazione e prototipazione per decenni, ma il fulcro della produzione additiva si sta ora spostando verso la produzione diretta di componenti, come impianti medici, parti di motori per aeromobili e gioielli.
I sistemi di stampa 3d possono essere classificati in base alla fonte di energia o dal modo in cui il materiale viene unito, ad esempio utilizzando un legante, un laser, un ugello riscaldato, ecc. La classificazione è possibile anche dal gruppo di materiali in lavorazione, come plastica, metallo o ceramica. Lo stato della materia prima, con i più comuni essendo solido (polvere, filo o foglio) o liquido, viene anche utilizzato per definire il processo.
La stampa 3D su metallo è utile per la produzione di massa. In effetti, alcune parti create con la stampa 3D in metallo sono già valide, se non migliori, rispetto a quelle prodotte con metodi tradizionali.
Esistono diverse tecnologie utilizzate nei sistemi di produzione additiva in metallo oggi disponibili.
Questo processo additivo, consente di creare e produrre parti metalliche con geometrie complicate non realizzabili con le tradizionali tecnologie sottrattive o di fusione.
La sinterizzazione dei metalli è la tecnologia più innovativa che offre il mercato, le polveri metalliche vengono fuse tramite un laser ed il risultato è il modello direttamente pronto per essere utilizzato come elemento definitivo.
La produzione di parti in metallo con una stampante 3D ha ridotto notevolmente il costo di produzione delle parti in quanto questi macchinari richiedono poca materia prima per creare un oggetto. Titanio, acciaio o nichel-cromo sono i metalli con cui, ad oggi, è possibile stampare in 3D.
Con la tecnologia tradizionale, produrre oggetti in metallo può essere un processo dispendioso. Vengono prodotte molte parti pesanti e viene utilizzato materiale in eccesso.
Per esempio, quando i produttori di aeromobili fabbricano parti in metallo, viene tagliato fino al 90% del materiale. Le parti metalliche stampate in 3D consumano meno energia e riducono gli sprechi. Grazie a questo, i prodotti stampati in 3D finiti possono essere fino al 60% più leggeri dei loro omologhi. L’industria aeronautica da sola risparmia miliardi di dollari grazie a questa riduzione del peso, principalmente a causa del carburante.
Come funziona?
Un preciso e potente laser capace di fondere la polvere di metallo disegna strato su strato il modello caricato da file CAD fino a ottenere l’oggetto voluto. I prodotti ottenuti in questo modo hanno proprietà meccaniche comparabili a prodotti ottenuti con processo sottrattivo classico con un elevato grado di precisione.
La Stampa 3D diretta in metallo utilizza un laser ad alta precisione ed è diretta a particelle di polvere di metallo per costruire selettivamente sottili e successivi strati metallici orizzontali.
Le particelle di polvere di metallo si fondono in modo che il nuovo materiale attacchi correttamente al livello precedente, senza colla o liquido legante.
Le parti, possono essere realizzate in una varietà di metalli diversi e sono completamente densi e pienamente utilizzabili. Realizzare prototipi di grande dimensione o far partire un lotto di produzione in serie fino a 20.000 unità non sarà più un problema, questa tecnologia 3D in metallo offre già la possibilità di entrare direttamente nell’industria 4.0.
La stampa 3D di metalli è utilizzata in diversi settori al momento, nel settore aerospaziale per produrre parti funzionali, nel settore medicale per la creazione di protesi e parti ortodontiche oppure nell’industria per la creazione degli stampi a iniezione.
Il processo Direct Metal consente di sviluppare parti metalliche dalla massima densità e chimicamente pure da dati CAD 3D fondendo polveri fini tramite un raggio laser, strato dopo strato.
La gamma di dimensioni degli strati da 5 a 30 micron garantisce una complessità delle parti illimitata.
Questa stampa 3D in metallo è la tecnologia additiva più proiettata al futuro di qualsiasi altra tecnologia 3D. La stampa 3D metallo in futuro sarà una risorsa fondamentale per l’industria manifatturiera.
Desktop Metal
La Desktop Metal propone due sistemi di stampa 3D: un sistema di studio finalizzato alla prototipazione rapida e economica dei metalli per gruppi di ingegneria e un sistema di produzione per la produzione di massa.
La loro stampante Studio System, rende la prototipazione rapida e conveniente dei metalli più accessibile, utilizzando una vasta gamma di materiali economici, sicuri e facilmente maneggiabili e producendo componenti di alta qualità che possono essere testati.
La Production System permette una lavorazione più veloce della lavorazione, fusione, forgiatura o qualsiasi altra tecnica, ogni stampante di produzione può produrre fino a 500 pollici cubici di pezzi all’ora. È 100 volte più veloce di un’alternativa basata su laser, con zero strumenti.
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