La stampa 3D in metallo al servizio della produzione additiva

La stampa 3D in metallo sta diventando sempre più utilizzata in settori quali il medicale e il dentale, il gioielliero – con il passaggio, dalla stampa 3D seguita dalla fusione a cera persa, alla stampa 3D diretta in metallo, l’industria aerospaziale e aeronautica.

Nonostante la necessità di ottimizzare i costi e la velocità produttiva, anche altri settori, come quello automobilistico, si stanno avvicinando alla stampa 3D in metallo per creare non più prototipi ma parti reali, a tutto beneficio del peso.

Questo tipo di tecnologia 3D fonde metalli ad elevate temperature e consente di realizzare il prodotto finito anche per la produzione di massa, con una qualità superiore ai tradizionali metodi a controllo numerico o stampaggio a iniezione.

Quali sono le principali tecnologie utilizzata nella stampa 3D in metallo?

Le tecnologie Selective Laser Melting – Fusione Laser Selettiva (SLM) e Direct Metal Laser Sintering – Sinterizzazione Laser Diretta su metallo (DMLS), creano parti strato su strato, secondo le indicazioni del file 3D, fondendo insieme minuscole particelle di polvere atomizzate mediante fasci di energia o laser ad alta temperatura. Queste tecnologie richiedono il raggiungimento di temperature elevate per completare il processo di fusione in quanto il metallo necessita di un calore tra i 1510°C e 1600°C per sciogliersi. Questi metodi produttivi, chiamati anche fusione a letto di polvere, non sono altro che la versione per metallo della sinterizzazione laser selettiva.

Metal Binder Jetting è una tecnologia di stampa 3D, molto simile alla Color Jet Printing di 3D Systems, che crea parti mediante un agente legante liquido che incolla le particelle metalliche. Al termine del processo di stampa la piattaforma di costruzione viene inserita in un forno a 350° per la polimerizzazione. Questo processo risulta essere meno costoso rispetto alle tecnologie con fusione a letto di polvere e quindi più adatto alla produzione di parti di grandi dimensioni.

La tecnologia Metal Pasta unisce la polvere metallica con una pasta metallica con l’ausilio di una stampante 3D ad estrusione pneumatica e consente di stampare leghe a costi contenuti. Le parti realizzate dovranno essere successivamente sinterizzate all’intero di un forno.

La tecnologia Directed Energy Deposition (DED) o Laser Cladding, scioglie i filamenti metallici, depostati strato su strato da un braccio robotico industriale, grazie ad un laser. Questo processo di stampa 3D in metallo è stato recentemente utilizzato per la realizzazione di un ponte in acciaio stampato interamente in 3D. Il ponte, realizzato da MX3D, attraverserà un canale di Amsterdam.

 

Quali sono i principali materiali utilizzati per la stampa 3D in metallo?

L’acciaio inossidabile è utilizzato in molti settori industriali e rappresenta uno dei metalli più economici per la stampa 3D.

L’acciaio maranging contiene anche cobalto e nickel ed ha elevate proprietà elastiche.

Il titanio, particolarmente utilizzato nell’industria medicale, aerospaziale e nell’automotive, è molto apprezzato in quanto resistente e allo stesso tempo leggero.

L’alluminio, utilizzato in molteplici applicazioni, è particolarmente leggero e versatile.

Inconel, lega creata da Special Metals Corporation, è composta principalmente da nickel e cromo. Resiste alle alte temperature è utilizzata per applicazioni nelle industrie chimiche e petrolifere.

Il rame e il bronzo sono principalmente utilizzati nei processi di fusione a cera persa e meno nella  “fusione a letto di polvere”.

Il ferro viene generalmente utilizzato come lega aggiuntiva ai filamenti PLA.

L’oro, l’argento e i metalli preziosi posso essere utilizzati come materiale per la stampa 3D. La complessità, qui, consiste nell’ottimizzare la gestione delle polveri e mantenere le proprietà estetiche.

Il cromo cobalto è molto utilizzato per impianti dentali e ortopedici e ha una resistenza specifica molto alta.

Il servizio di stampa 3D in metallo offerto da Prototek

Internamente siamo dotati della tecnologia di stampa 3D in metallo, e grazie alle recenti partnership strette da Selltek – rivenditore di stampanti 3D professionali, abbiamo ampliato il parco delle macchine dedicate a questo tipo di stampa.

La linea ProX DMP di 3D Systems consente la produzione di parti di qualità con dettagli di estrema precisione. Queste stampanti 3D risultano perfette per il settore dentale e gioielliero.

Le stampanti in metallo di Or Laser trovano applicazione in vari settori come l’industria automobilistica, la gioielleria, l’odontotecnica e nell’ingegneria meccanica. La versione attualmente disponibile, Orlas Creator, utilizza la fusione diretta di polveri metalliche e garantisce una maggiore velocità produttiva.

Le novità nella stampa 3D in metallo

Desktop Metal, con la sua Studio System, rappresenta una vera novità per la stampa 3D in metallo, grazie al suo utilizzo in-house. Infatti, questa stampante elimina l’utilizzo di polveri pericolose, laser e strumenti da taglio, e, attraverso un processo proprietario chiamato Bound Metal Deposition (BMD), realizza parti accurate mediante Fused Deposition Modeling (FDM).

La Production System, disponibile a partire dal 2019, utilizza un processo chiamato Single Pass Jetting e promette di stampare 100 volte più velocemente in modo 20 volte più economico rispetto ai sistemi di stampa 3D in metallo disponibili. Una stampante 3D che si rivolge alla produzione dell’industria manifatturiera di massa.

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