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Stampa 3D industriale: il passaggio dai processi tradizionali alla stampa 3D in metallo

La stampa 3D in metallo sta rapidamente diventando uno dei processi di produzione industriale più popolari. Può produrre forme e caratteristiche impossibili da fabbricare con i tradizionali metodi di fabbricazione dei metalli. Questi includono reticoli, topologie organiche e carotaggi interni complessi come i canali di raffreddamento. La fusione del letto di polvere laser in metallo (LPBF) è un processo di stampa 3D in cui il metallo in polvere viene fuso selettivamente da un laser, su una base strato per strato, fino a formare una parte. Il processo produce parti metalliche solide con una finitura superficiale opaca in leghe come alluminio, acciaio, acciaio inossidabile, Inconel (lega di nichel), titanio e altro ancora. È meglio conosciuto con nomi come sinterizzazione laser diretta dei metalli (DMLS), fusione laser selettiva (SLM) o fusione laser diretta dei metalli (DMLM) ma i processi sono per lo più identici.

DMLS ha aggiunto un valore significativo nel settore aerospaziale, con successi dimostrati come il motore GE9X di GE utilizzato sulla 777X che ospita centinaia di funzioni di stampa 3D in metallo. Le parti stampate in 3D offrono prestazioni migliori, meno peso e meno parti di assemblaggio rispetto ai loro predecessori. Il solo risparmio sui costi del carburante giustifica la maggiore infrastruttura, ricerca e sviluppo e la garanzia di qualità richiesti affinché GE Additive promuova il progetto basato sulla stampa 3D in metallo.

Per GE, questo non è stato un successo dall’oggi al domani, ma un risultato strategicamente coordinato di ricerca, test e ingegneria. Nell’ultimo decennio, GE ha acquisito importanti servizi di stampa 3D in metallo, OEM e fornitori di materie prime per garantire la loro catena di approvvigionamento. Ma che dire delle organizzazioni che non hanno i mezzi per acquistare altre società? In che modo la stampa 3D in metallo può iniziare immediatamente ad aggiungere valore al settore generale? Attualmente, i migliori esempi si trovano dietro le quinte, in cui la stampa 3D in metallo aggiunge valore ai componenti interni degli assemblaggi industriali.

Forme complesse possono essere difficili da lavorare in metallo ma relativamente semplici per la stampa 3D

Attualmente, DMLS viene eseguito su piattaforme industriali con una maggiore barriera all’ingresso. Ciò è dovuto a specifici requisiti di sicurezza e dispositivi di protezione individuale durante la manipolazione di metallo in polvere, la necessità di fornitura di gas inerte pressurizzato e una famiglia di requisiti di apparecchiature per la produzione e la post-elaborazione di stampe in metallo di successo. A causa delle spese e dell’infrastruttura aggiuntive, molte aziende standard accedono alla tecnologia utilizzando i servizi di stampa 3D industriale, dove l’azienda fornisce la progettazione e il servizio produce le parti.

Oltre alla prototipazione rapida – un uso ampiamente popolare di qualsiasi metodo di stampa 3D – DMLS è un potente strumento per la creazione di componenti leggeri e progettati appositamente. Per i settori industriali e commerciali, la stampa 3D di componenti personalizzati offre un mezzo per semplificare la catena. Le leghe di fabbricazione di additivi popolari, come l’alluminio AlSi10Mg stampato in 3D, possono essere sostitute dirette ai tradizionali getti di metallo. Per gli alloggiamenti di pompe e compressori, un’alternativa stampata in 3D può spesso utilizzare lo stesso file di progettazione e produrre singole parti su richiesta in 1-2 settimane rispetto alla corsa in una fonderia di colata, impiegando settimane o mesi.

Un ulteriore vantaggio di DMLS è che i componenti in alluminio sono completamente densi e non richiedono l’impregnazione di resina, che è comunemente usata per combattere la porosità nei componenti in fusione. Le parti DMLS utilizzate nella produzione industriale sono generalmente trattate in modo simile ai cast a forma di rete, dove la post-lavorazione viene utilizzata per produrre facce di tenuta, scanalature per O-ring e filettature. DMLS offre più vantaggi rispetto ai getti metallici industriali in quanto i prototipi e le revisioni del progetto possono essere stampati in 3D nello stesso materiale, metodo e risultato esattamente fedeli del prodotto finale. Ciò consente la convalida del prodotto con tempi di consegna rapidi e pochi compromessi.

La stampa 3D in metallo può sostituire direttamente componenti in fusione, come questo collettore della pompa in alluminio DMLS.

Come molte pompe e compressori, le soluzioni DMLS quotidiane sono spesso nascoste in un assemblaggio aggiungendo funzionalità e prestazioni. Crown Shade Company, un distributore globale di sistemi personalizzati di ombreggiatura utilizza i servizi di stampa 3D in metallo tramite Xometry per produrre staffe, cerniere e altri complessi design in metallo. DMLS viene utilizzato come soluzione just-in-time per progetti personalizzati in cui progetti 3D personalizzati potrebbero essere necessari per un progetto personalizzato.

Andrea Gambini

Mi piace leggere e scrivere da sempre. Ho iniziato a lavorare in redazione come giornalista sportivo nel 2008, poi la passione per il giornalismo e per il mondo della comunicazione in generale, mi ha permesso di ampliare notevolmente i miei interessi, arrivando negli anni a collaborare con le più svariate testate giornalistiche online. Mi sono poi avvicinato alla stampa 3D, colpito dalle grandissime potenzialità di questa nuova tecnologia, che giorno dopo giorno mi hanno spinto a informarmi sempre più su quella che considero una vera rivoluzione che si farà presto sentire in tantissimi campi della nostra vita quotidiana.

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