MetalliProduzioneStampa 3D - Processi

Additive Casting, un approccio ibrido alla produzione di parti metalliche

In che modo la tecnologia binder jetting di voxeljet sta sbloccando le dimensioni delle parti metalliche e le opzioni di materiale

0 Condivisioni

Esistono molti approcci diversi per dirigere la produzione additiva in metallo, dalla fusione del letto di polvere laser al binder jetting. Tuttavia, esistono anche opzioni non dirette che possono già offrire alcune soluzioni molto reali per le applicazioni di produzione di parti metalliche. Uno dei sostenitori più influenti dell’AM non diretto in metallo è la società tedesca voxeljet, specializzata nella stampa 3D a getto di sabbia industriale e legante polimerico.

Oggi, la tecnologia binder jetting di voxeljet svolge un ruolo fondamentale nella produzione di parti metalliche creando stampi o modelli che possono essere utilizzati nella fusione del metallo. Questo processo, chiamato Additive Casting, è un duplice approccio che combina i vantaggi della stampa 3D con l’affidabilità e la qualità della fusione testate nel tempo. La stampa 3D per la fusione dei metalli oggi è un processo abbastanza consolidato e certificato, in uso da oltre due decenni nei settori automobilistico, aerospaziale, ingegneristico, dell’industria pesante e dell’arte, tra gli altri. Rispetto ad altri processi AM per metalli, la fusione additiva offre anche alcuni vantaggi, tra cui minori limiti dimensionali, una più ampia varietà di materiali e costi inferiori. Per quanto riguarda quest’ultimo, rispetto al Direct Metal Laser Sintering (DMLS), dove i costi della polvere variano da circa € 300 a € 400 al chilogrammo.

In termini di dimensioni, i sistemi binder jetting di voxeljet possono costruire stampi e modelli fino a 4.000 x 2.000 x 1.000 mm, consentendo la produzione di componenti di grandi dimensioni o diversi componenti più piccoli. Per parti metalliche ancora più grandi, gli stampi possono anche essere stampati in più pezzi e assemblati prima della colata. Ad oggi, la dimensione delle parti stampate in 3D in metallo diretto è stata di portata più limitata.

Per quanto riguarda i materiali, la fusione additiva offre ai clienti la libertà di scegliere tra centinaia di leghe metalliche. Le leghe possono anche essere personalizzate per soddisfare specifiche proprietà delle parti in casi speciali. In particolare, possono essere utilizzati materiali che sono notoriamente impegnativi per la stampa 3D diretta, come il magnesio, soprattutto per applicazioni che richiedono leggerezza, come nel settore aerospaziale.

Verifica teorica

Per illustrare come la fusione additiva non è solo praticabile ma anche vantaggiosa, voxeljet evidenzia un caso di studio intrapreso dallo specialista di software Autodesk e Aristo-Cast Inc, una fonderia di microfusione con sede ad Almont, nel Michigan. L’obiettivo del proof of concept era quello di produrre un telaio del sedile di un aereo utilizzando il processo di fusione additiva. Il travolgente successo del progetto, che esamineremo più in dettaglio di seguito, mette in mostra le capacità e la potenza di produzione uniche del processo ibrido.

Nello sviluppo del telaio del sedile dell’aereo, Autodesk e Aristo-Cast hanno deciso di ridurre significativamente il peso della parte, per migliorare il consumo di carburante, le emissioni di carbonio e, di conseguenza, il risparmio sui costi per aereo. A causa delle dimensioni del pezzo (432 x 442 x 20 mm) e della necessità di produrlo in un unico pezzo, il DMLS non era un’opzione praticabile. Il costo del DMLS per la parte sarebbe stato proibitivo (tre volte superiore).

Utilizzando il software Autodesk e il processo di fusione additiva voxeljet,
Aristo-Cast ha prodotto con successo un telaio per sedili di aerei con il 56% di massa in meno. Immagine: Autodesk

Scegliendo di utilizzare la fusione additiva, e in particolare utilizzando la tecnologia binder jetting di voxeljet, i partner hanno prodotto con successo un telaio del sedile di un aereo con il 56% di massa in meno. Il 30% di questa riduzione era dovuto al design ottimizzato della struttura reticolare integrata nella parte e il restante 26% era il risultato del passaggio da una lega di alluminio (Al) a magnesio (Mg). La parte finale del getto pesava meno di 800 grammi.

Oltre a migliorare il design della parte e soddisfare gli obiettivi di peso del progetto, Autodesk e Aristo-Cast sono stati anche in grado di migliorare l’efficienza della produzione. Grazie ai grandi involucri di costruzione di voxeljet e alla capacità di annidare strategicamente le parti nello spazio di costruzione, è stato effettivamente possibile produrre 80 telai per sedili in un’unica costruzione.

Su richiesta, puntuale

Nella suddetta prova di concetto, la tecnologia di voxeljet è stata impiegata dal suo cliente Artisto-Cast, che ha un voxeljet VX1000 presso la sua struttura nel Michigan. Tuttavia, voxeljet offre anche servizi su richiesta in tutto il mondo per la colata di stampi e modelli. Con stabilimenti di produzione in Germania, Stati Uniti e Cina, voxeljet può produrre parti con dimensioni fino a 4.000 x 2.000 x 1.000 mm per stampi in sabbia e 1.000 x 600 x 500 mm per modelli in plastica. Questo servizio offre ai clienti un accesso economico ea basso rischio alla fusione additiva.

voxeljet dispone inoltre di un’ampia rete globale di specialisti di rivendita e fonderia, che fornisce accesso a praticamente tutti i processi di fusione e materiale metallico, sia che si tratti di magnesio, alluminio, ghisa grigia e fusioni di ferro, fusioni di acciaio o bronzo. Attraverso le sue catene di approvvigionamento ottimizzate, le fonderie partner di fiducia e specializzate di voxeljet sono in grado di consegnare parti fuse in pochi giorni, con conseguente riduzione dei cicli di sviluppo del prodotto, dimensioni delle parti praticamente illimitate e ampie opzioni di materiali.

Questo articolo è apparso per la prima volta sull’eBook sul metallo AM Focus 2020 di 3dpbm.

0 Condivisioni
Tags
Research 2021
Ceramic AM Market Opportunities and Trends

This market study from 3dpbm Research provides an in-depth analysis and forecast of the ceramic additive ma...

Articoli Correlati

Back to top button

Utilizziamo i cookie per offrirti la migliore esperienza online. Accettando l'accettazione dei cookie in conformità con la nostra politica sui cookie.

Privacy Settings saved!
Impostazioni

Quando visiti un sito Web, esso può archiviare o recuperare informazioni sul tuo browser, principalmente sotto forma di cookies. Controlla qui i tuoi servizi di cookie personali.


Tracciamo le informazioni anonime degli utenti per migliorare il nostro sito web.
  • _ga
  • _gid
  • _gat

Rifiuta tutti i Servizi
Accetta tutti i Servizi
Close
Close

ADDITIVATI ADESSO

 

Iscriviti per ricevere le ultime notizie sull'industria della stampa 3D.

Ho letto e accetto l'informativa sulla privacy.*

Questa informazione non sarà mai condivisa con terze parti

BENVENUTO A 

BORDO!