L’ADDITIVE MANUFACTURING PERMETTE DI FABBRICARE COMPONENTI PER DIVERSI SCOPI
Additive manufacturing, cosa significa?
Per “additive manufacturing”, ovvero tecnologia additiva, si intende il processo di fabbricazione di componenti e prototipi partendo da un modello CAD. Si procede fino alla realizzazione in 3D aggiungendo layer su layer il materiale desiderato tramite un processo più articolato di saldatura.
Si può intendere come processo opposto alle metodologie sottrattive come fresatura e tornitura, dove si parte da un blocco di materiale dal quale viene asportato meccanicamente, ottenendo dei trucioli. Questa tecnologia additiva può essere applicata a materiali sia plastici che metallici. La stampa 3D (o 3D printing) è l’operazione effettiva, ma per produzione additiva si intende tutto il processo di produzione. L’additive manufacturing è associato all’impiego in campo industriale, come la produzione di prototipi funzionali o in casi specifici anche la produzione di massa.
Additive manufacturing, quali tecnologie si utilizzano?
Quando si parla di Additive manufacturing ci si riferisce all’impiego della stampa 3D per realizzare componenti sia plastici che metallici. Per realizzare questi componenti esistono varie tecnologie di fabbricazione con tecniche produttive differenti.
Per quanto riguarda la realizzazione di componenti in materiale metallico esistono le seguenti tecnologie:
DMLS (sinterizzazione laser diretta metalli), SLM (fusione laser selettiva) e EBM (fusione a fascio elettronico).
- DMLS: un laser focalizzato tramite apposite lenti va a fondere una polvere metallica che subito dopo si solidifica formando un layer di pochi micron. Il recoater della macchina successivamente aggiunge un nuovo strato di polvere atomizzata ripetendo il processo fino alla realizzazione del componente finale.
- SLM: Questa tecnologia fonde polveri metalliche in una massa omogenea anziché sinterizzarle. I particolari realizzate hanno le stesse caratteristiche e qualità delle altre tecnologie laser per metalli.
- EBM: permette di ottenere componenti in metallo dalla generazione di un fascio di elettroni anziché da un laser. Questa tecnologia permette di raggiungere gli stessi standard delle precedenti tecnologie di sinterizzazione laser rispettando le stesse eccellenti caratteristiche meccaniche.
Le tecnologie per il materiale plastico
Per quanto riguarda la realizzazione di particolari in materiale plastico le principali tecnologie sono:
Stereolitografia (SLA), Modellazione per deposizione di materiale fuso (FDM), Sinterizzazione laser selettiva (SLS).
- SLA: è stata la prima tecnologia additiva ad essere stata introdotta sul mercato. Si basa sulla polimerizzazione di una resina epossidica che per effetto di un fascio laser focalizzato sull’ area di stampa tramite appositi sistemi ottici costruisce prototipi strato su strato.
- FDM: è una tecnologia che impiega un filo di materiale polimerico commercializzato sottoforma di bobina per la creazione di componenti strato su strato. Questa tecnologia richiede la realizzazione del componente desiderato tramite l’utilizzo di due materiali. Uno per la realizzazione del modello solido, l’altro per la generazione delle strutture di supporto. I macchinari per questa tecnologia sono dotati di due estrusori riscaldati differenti.
- SLS: Questa tecnologia impiega un laser per sinterizzare e fondere diverse polveri di materiali plastici come poliammide (Nylon), termoplastici ed elastomeri strato su strato.
Vantaggi dell’additive manufacturing
- Vantaggi DMLS/SLM: i particolari realizzati con questa tecnologia hanno le stesse caratteristiche meccaniche se non superiori a quelli realizzati con metodiche tradizionali. Si raggiungono elevati gradi di precisione e di dettaglio. Si possono fabbricare sia prototipi che produzioni di piccole serie. Vastità di materiali utilizzabili.
- Vantaggi EBM: permette una produzione leggermente più ampia rispetto ai processi DMLS/SLM ma si hanno dettagli meno definiti per quanto riguarda la precisione di finiture superficiali.
- Vantaggi SLA: consente di produrre pezzi dalle geometrie complesse e con finiture di superficie migliori rispetto agli altri processi additivi; gli oggetti prodotti si contraddistinguono soprattutto da un elevato livello di finitura e una definizione accurata dei dettagli, il risultato è ottimale per i test di verifica nell’area progettazione.
- Vantaggi FDM: riduzione di tempi e costi di produzione, si possono realizzare geometrie complesse, si possono realizzare componenti privi di saldature, varietà di materiali a disposizione.
- Vantaggi SLS: possono essere utilizzati materiali plastici con caratteristiche superiori, resistendo a sollecitazioni meccaniche elevate e ad alte temperature, rispetto alla tecnologia SLA. È una tecnologia precisa per la realizzazione di prototipi funzionali.
Materiali più utilizzati nella tecnologia additiva
Con la tecnologia di sinterizzazione laser per metalli DMLS/SLM possono essere stampati una grande vastità di materiali come leghe di alluminio, titanio, cromo cobalto, acciaio e nickel.
In 3D Metal siamo specializzati nel realizzare componenti in AISI 316L, lega austenitica altamente resistente alla corrosione, Alsi10Mg, lega a base di alluminio con grande lavorabilità e fusibilità.
Offriamo anche acciai speciali come Maraging e Corrax dalle grandi caratteristiche. Si distinguono per le loro proprietà meccaniche, l’alta lavorabilità, resistenza alle alte temperature, alta durezza e bassa usura. In particolare il Corrax ha ottime proprietà inossidabili.
Valutiamo anche la realizzazione di componenti con altri materiali in accordo con il cliente, dopo la relativa caratterizzazione del materiale e prova con prototipi.
Stampa 3d e tecnologia additiva
Le tecnologie di produzione convenzionali come la lavorazione CNC sono normalmente processi sottrattivi, il che significa che rimuovono materiale per modellare un prodotto. Invece, la tecnologia di stampa 3D in metallo è additiva. Una delle tecnologie di stampa 3D in metallo più comune e popolare è la sinterizzazione laser diretta del metallo (DMLS).
Il tipico processo DMLS inizia suddividendo i dati del file CAD di progettazione 3D in strati estremamente sottili, generando efficacemente un modello 2D per ogni strato.
La macchina utilizza un laser ottico ad alta potenza. All’interno dell’area della camera di produzione sono presenti una piattaforma di distribuzione del materiale e una piattaforma di produzione. In più, è presente un rullo utilizzato per distribuire nuova polvere sulla piattaforma di costruzione. La tecnologia scioglie la polvere metallica in una parte solida fondendola localmente tramite il raggio laser dotato di messa a fuoco. Le parti vengono costruite in maniera additiva strato per strato.
Perché rivolgersi a 3d metal per le tecniche di additive manufacturing
3DMetal ha una lunga esperienza nell’ambito delle tecniche di additive manufacturing. Possiamo fornirvi il componente finito chiavi in mano servito di lavorazioni meccaniche e collaudi dimensionali opportuni.
Durante la fase di progettazione possiamo ottimizzare il componente alleggerendolo e proponendo al cliente una soluzione funzionale che rispetti i costi con eventuali assemblaggi meccanici.
Garantiamo l’arrivo della fornitura entro 5 giorni dalla conferma dell’ordine in quanto il nostro processo produttivo è organizzato 24 ore su 24 aumentando la soddisfazione del cliente.
La nostra tecnologia additiva è un processo completamente green: non si ha spreco di alcun materiale e non vengono impiegati lubrificanti. Inoltre il consumo energetico è particolarmente ridotto.
Il gas impiegato per il processo di sinterizzazione laser è azoto e compone il 70% dell’aria che respiriamo.
