Stampa 3D con metallo
Costruzione di forme filigranate e di strutture complesse
Con lo slogan "stampa 3D" l’industria ha trovato un metodo per la manifattura additiva, che pubblicizza con il messaggio principale "complexity for free". La stampa 3D con metallo offre numerosi vantaggi. Possono essere facilmente realizzate forme filigranate, ma anche strutture e geometrie complesse. Allo stesso tempo viene offerta la possibilità di un processo di fabbricazione senza l'impiego di utensili.
I diversi processi di stampa che utilizzano materiali metallici come materiale additivo sono suddivisi in Powder Bed Fusion, Direct Energy Deposition, Material Extrusion, Binder Jetting e Material Jetting. Mediante la struttura a strati, in tutti questi processi si creano componenti tridimensionali complessi.
Nell'area della Direct Energy Deposition (DED), in gergo nota anche come laser cladding, si distingue anche la forma in cui il materiale additivo viene alimentato nel processo. Per quanto riguarda il materiale additivo vengono utilizzati i termini DED-Powder (DED-P) per la polvere e DED-Wire (DED-W) per il filo metallico.
Un'applicazione per il DED consiste nell'ampliamento funzionale di strutture di base o utensili esistenti. Un esempio di tale processo ibrido è l'applicazione di supporti per sensori di flusso su corpi turbina esistenti. Il design personalizzato, la flessibilità, e non da ultima, l'efficienza economica sono caratteristiche essenziali dei processi di manifattura additiva.
La testa di lavorazione YC52 combina efficienza e flessibilità nella saldatura a deposizione laser con polveri e consente di coprire un'ampia gamma di applicazioni. In questo caso possono essere prodotti strati quasi privi di pori, in modo completamente indipendente dalla direzione, con una lunga vita utile. Precitec IDM è in grado di misurare l'altezza dello strato applicato durante la saldatura a riporto laser.
Per la saldatura a riporto laser con filo, Precitec offre CoaxPrinter. La sagomatura innovativa del fascio consente un effettivo avanzamento del filo coassiale nel processo. Ciò rende possibile una gestione del processo del tutto indipendente dalla direzione anche con materiali diversi. I processi di additivazione con il filo, oltre ad offrire una facilità di manipolazione, sono assolutamente più efficienti, in quanto l'alimentazione del filo consente di utilizzare il 100% del materiale.
La deposizione laser di metalli (LMD) mediante filo coassiale sta diventando sempre più precisa, veloce e di elevata risoluzione. In collaborazione con l’IFSW è stato realizzato il “3DBenchy”: la piccola nave è un file 3D progettato per testare l'accuratezza e le capacità di una stampante 3D; la barca infatti, ha tante piccole caratteristiche che possono essere difficili da stampare: i.e. archi, cilindri, sporgenze, superfici lisce, piccoli dettagli e fori orizzontali.
La CoaxPrinter, utilizzando il processo DED (Direct Energy Deposition), permette una deposizione precisa del materiale (nel 3Dbenchy trasttasi di filo di alluminio) e, grazie all’apporto di filo coassiale al fascio laser, assolutamente indipendente dalla direzione di movimentazione.
Negli ambienti in cui l'aerodinamica gioca un ruolo cruciale, l'uso dell'alluminio fuso è necessario.
Questo materiale non è solo resistente e durevole, ma anche leggero, il che lo rende la scelta ideale per i veicoli elettrici. Come risultato del progetto IMAGINE, finanziato dal governo Basco nell'ambito del programma Elkartek 2022-2023, è stato prodotto con successo un montante per ruote.
Il processo di produzione ha utilizzato la saldatura a deposizione laser di filo utilizzando la CoaxPrinter, un'ottica laser con alimentazione coassiale del filo metallico. La parte superiore del montante della ruota è stata stampata in 3D utilizzando un filo di 1,2 mm di diametro in lega di alluminio Al-5356 (AlMg5Cr). I vantaggi sono evidenti: il processo è caratterizzato da un'elevata velocità di applicazione ed è flessibile ed economico allo stesso tempo, grazie all'utilizzo del 100% del materiale.
