Direct Metal Printing? Prototek è in prima linea

La tecnologia Direct Metal Printing (DMP) consente la stampa 3D di parti direttamente in metallo. Non più prototipi quindi, ma parti finite.

Grazie alla ProX100 di 3D Systems possiamo offrire ai nostri clienti il servizio di riproduzione di parti metalliche, anche di elevate complessitivà geometriche, garantendo altissima qualità e velocità di stampa.

La ProX100 è una macchina da produzione con un’area di lavoro di 100x100x80 mm: il materiale caricato è polvere di Titanio con granulometria fino a 5 micron. È installata in sede Prototek e tutti i cicli produttivi sono svolti internamente.

Direct Metal Printing 3D SYSTEMS

Direct Metal Printing

Le dimensioni della macchina sono 1200 x 770 x 1950 mm con un peso di circa 1000 kg. La ProX100 può produrre parti con vari tipi di metallo (Cromo Cobalto, Acciaio, etc) ma la nostra scelta è ricaduta sul Titanio.

Questo tipo di metallo è molto apprezzato per vari motivi: è resistente alla corrosione, ha capacità meccaniche paragonabili all’acciaio ma con un peso inferiore del 40% circa e viene sempre più spesso utilizzato anche in campo medico ed odontoiatrico per la sua biocompatibilità.

Non ultimo, la creazione di gioielli particolari dal peso estremamente contenuto, ma lucenti e allo stesso tempo inconfondibili.

Nell’immagine, il particolare della piattaforma di costruzione.

Direct Metal Printing

Una piccola precisazione sulle dimensioni di quest’ultima: avere a disposizione un’area di stampa di “soli” 100 x 100 x 80 mm non è un limite, bensì una scelta commerciale.

Le sorelle maggiori della ProX100 hanno un’area di lavoro sempre più grande, fino ad arrivare a 275 x 275x 420 mm, come nel caso della Prox320 (qui sotto in foto).

Direct Metal Printing

Con tali dimensioni è necessario incrementare la potenza del laser, dal momento che serve più energia per sinterizzare parti così grosse: il risultato è una fisiologica perdita di accuratezza nei più piccoli dettagli.

Se da un lato questa caratteristica potrebbe apparire un difetto, dall’altro rappresenta la normalità nel mondo della Stampa 3D. Non esiste infatti al mondo una stampante in grado di produrre parti piccole e grandi con il medesimo livello di dettaglio: occorre fare le giuste valutazioni e scegliere il prodotto adatto all’esigenza.

Da qui la nostra scelta sulla “piccola” ProX100, che nasce per il settore dentale dove la precisione e la presenza di parti molto piccole sono la norma, e dove la richiesta di meticolosità nel dettaglio è sicuramente in cima alle priorità.

Per soddisfare il settore della gioielleria e delle componentistiche ad alta precisione per industria, automotive ed aerospaziale non si poteva quindi chiedere di meglio della ProX100.

Direct Metal Printing


Direct Metal Printing

 

 

 

 

 

 

 

Il principio di funzionamento alla base è quello comune a tutti i processi di Stampa 3D. La deposizione di materiale grezzo in strati (detti layers) e la stampa di quella specifica porzione: una volta completato, si procede con lo strato successivo, fino al termine del lavoro.

Le analogie terminano qui, perché parlando di metallo entrano in gioco procedimenti ben più “drastici” al posto delle classiche Lampade UV oppure Proiettori DLP usati per la polimerizzazione delle resine.

La ProX100 dispone di un laser con lunghezza d’onda di 1070 nm e una potenza nominale di 50 W, grazie al quale è possibile raggiungere la temperatura di fusione del Titanio, che è circa 1600°C. Ecco perché non si parla più di stampa 3D, bensì Direct Metal Printing (DMP).

Nel video sopra potete apprezzare il ciclo di stampa di un singolo layer. Da sinistra verso destra scorre un rullo molto pesante che compatta e distribuisce uniformemente lo strato di polvere sulla piattaforma: subito dopo il laser fonde lo strato di polvere. Al termine di questa fase, viene disteso nuovamente un preciso quantitativo di polvere, che di fatto verrà fuso subito dopo.

Il nostro oggetto, strato dopo strato, prenderà forma in questo “letto” di polvere di Titanio. Nell’immagine sotto, potete vedere una stampa di test a fine lavorazione.

Direct Metal Printing

 

Anche il post processo è più complicato rispetto alla stampa 3D tradizionale. Normalmente quando effettuiamo la rimozione dei supporti per le altre tecnologie, bastano dei solventi o dei piccoli tronchesi per spezzarli.

Nel Direct Metal Printing è tutta un’altra storia: qui i supporti sono in Titanio (come l’oggetto), quindi occorre attrezzarsi a dovere e utilizzare delle ottime strategie per creare i supporti.

 

 

 

Mai come nella realizzazione di parti in metallo l’utilizzo della stampa 3D, e nello specifico della tecnologi Direct Metal Printing, consente un importante risparmio economico.

Il surplus di polveri, infatti, viene messo in forno per 12 ore a 60° per eliminarne l’umidità, conclusa questa operazione la polvere viene setacciata e può essere riutilizzata.

In questa foto potete vedere un esempio diretto dell’utilizzo della tecnologia 3D Direct Metal Printing in gioielleria (pezzo con i supporti e pezzo finito).

Direct Metal Printing

Altri campi interessanti, come vi dicevo, sono il medicale e l’odontoiatria. Grazie alle ultime innovazioni in campo di scansione 3D, ora è molto più semplice realizzare protesi e impianti su misura del paziente perfettamente biocompatibili.

Industrie, automotive, componentistica ad alto grado di usura, aerospaziale etc sono tra i settori che già da tempo beneficiano di questa tecnologia. Molti altri la stanno conoscendo solo ora, ma ne hanno saputo sfruttare le potenzialità fin da subito.

Sono infatti tantissimi gli ambiti nei quali, per via degli alti costi di produzione dei metodi classici, il Direct Metal Printing può fare la differenza nella realizzazione dei prodotti, abbattendo sia il Time To Market che i relativi costi connessi. Veloce, affidabile e sicura: creare oggetti finiti saltando la fusione tradizionale ma avendo il medesimo risultato (se non meglio, nel caso di forme irrealizzabili con i metodi classici) costituisce un vantaggio enorme, e con la ProX00 di Prototek ora questa possibilità è disponibile per tutti.

Come sempre, siamo a disposizione per qualsiasi vostra esigenza e richiesta di preventivo per realizzare le vostre idee.

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Corrado Rampi
Corrado Rampi
Direct Metal Printing & 3D Technical Specialist