5 tipi di Stampa 3D del metallo Processi e materiali

La stampa 3D in metallo, o manifattura additiva, ha trasformato i settori della produzione e della prototipazione consentendo la realizzazione di parti metalliche complesse e ad alte prestazioni. A differenza dei metodi tradizionali che prevedono il taglio del materiale, la stampa 3D in metallo costruisce le parti strato per strato, consentendo un livello superiore di precisione e libertà di progettazione. Con molti diversi stampa 3D in metallo disponibili, le aziende possono ora produrre parti e componenti metallici su misura per i settori che vanno dall'aerospaziale all'automobilistico. In questo articolo verranno discussi cinque tipi comuni di processi di stampa 3D in metallo e i materiali utilizzati in ciascun processo.

1. Fusione laser selettiva (SLM)

Tra i metodi più popolari nella categoria della stampa 3D in metallo c'è la fusione laser selettiva. Si tratta di fondere la polvere di metallo con un laser ad alta potenza per produrre la parte finale strato per strato. La SLM offre parti altamente dettagliate e molto resistenti, con prestazioni meccaniche impressionanti.

Materiali: Molti metalli, come la lega di titanio, l'acciaio inossidabile, l'alluminio e l'Inconel, sono solitamente utilizzati con la SLM. Queste polveri metalliche hanno un eccezionale rapporto forza-peso e una resistenza alle alte temperature; di conseguenza, questi metalli sono ideali per l'industria aerospaziale e automobilistica.

La SLM è la soluzione migliore per la stampa 3D personalizzata di metalli, perché consente di produrre progetti di geometria complessa che sarebbero troppo difficili o addirittura impossibili da realizzare con le tecniche di produzione convenzionali. Pertanto, se avete bisogno di parti specifiche, la SLM è una soluzione interessante perché minimizza i costi di attrezzaggio e riduce i tempi di commercializzazione dei prodotti.

2. Fusione a fascio di elettroni (EBM)

L'EBM o Electron Beam Melting è un metodo di fusione a letto di polvere simile all'SLM, in cui al posto del laser viene utilizzato un fascio di elettroni per la fusione della polvere metallica. Questo processo viene applicato principalmente per la produzione di pezzi nei settori aerospaziale, medico e della difesa, in quanto consente la fabbricazione di pezzi densi e ad alte prestazioni.

Materiali: L'EBM è tipicamente utilizzata per leghe di titanio come il Ti-6Al-4V, preferite per la loro resistenza, il peso ridotto e la biocompatibilità. Ciò significa che può essere particolarmente utile nella lavorazione di pezzi personalizzati in cui il titanio è necessario per le sue proprietà speciali. I pezzi realizzati con i fasci di elettroni hanno una forma ad alta densità e sono privi di ossidazione, il che aumenta la resistenza grazie al fascio di elettroni ad alta energia che lavora nel vuoto. La riduzione delle tensioni residue, che è fondamentale nelle industrie pesanti, è un altro vantaggio aggiuntivo della produzione con EBM.

3. Deposizione diretta di energia (DED)

Il termine Direct Energy Deposition (DED) si riferisce fondamentalmente a una forma di stampa 3D del metallo, in cui la rifusione del materiale metallico su un substrato viene effettuata con una fonte di energia focalizzata, come un laser o un fascio di elettroni. Questo processo è considerato estremamente flessibile e quindi le parti possono essere altamente personalizzate, riparate o modificate.

Materiali: La DED consente di lavorare diversi materiali, tra cui acciai inossidabili, leghe di titanio, Inconel e leghe di cobalto-cromo. Questi materiali sono comunemente scelti per la loro resistenza alla corrosione e al calore e per le loro proprietà meccaniche.

Inoltre, il DED è spesso utilizzato per la sua lavorazione personalizzata, in quanto aggiunge materiale a componenti esistenti per riparazioni e/o modifiche del progetto, evitando la necessità di una completa rilavorazione.

4. Taglio a getto di legante

Il Binder Jetting è definito come una stampa 3D in metallo in cui un legante liquido viene depositato selettivamente sulla polvere di metallo per creare una parte. Dopo che l'intero pezzo è stato stampato, viene messo in un forno per la sinterizzazione in modo che le particelle di metallo si fondano per formare una struttura solida. È generalmente utilizzato per produzioni medio-basse.

Materiali: Alcuni dei materiali più comuni per il getto di legante sono l'acciaio inossidabile, il rame e l'acciaio per utensili; la scelta del materiale è spesso dettata dalla necessità di ottenere componenti meno sollecitati ma forti e durevoli sotto carichi elevati.

Per esempio, uno dei vantaggi del binder jetting quando viene utilizzato per servizi di stampa 3D dei metalli è la capacità di stampare parti con geometrie complesse. Queste caratteristiche fanno sì che le industrie non debbano affrontare il problema della realizzazione di parti personalizzate per piccole serie di prototipi o per bassi volumi di produzione.

5. Estrusione di metallo (Fused Deposition Modeling for Metal)

L'estrusione di metallo o la modellazione a deposizione fusa di metallo (FDM) è identica alla normale FDM di plastica, con la differenza che al posto dei filamenti termoplastici vengono utilizzati filamenti metallici. Questi filamenti sono una miscela di polveri metalliche e agenti leganti e vengono estrusi attraverso un ugello riscaldato, strato per strato, per dare origine al pezzo desiderato.

Materiali: L'estrusione di metallo può essere condotta su diversi materiali come l'acciaio inossidabile, il bronzo e l'alluminio. I materiali sono spesso un compromesso tra i requisiti del pezzo (resistenza, duttilità e costo). La stampa 3D in metallo personalizzata per la produzione di bassi volumi o per parti da utilizzare in post-lavorazione è comune con questo metodo. Il metodo dell'estrusione di metallo offre anche una produzione su larga scala, il che lo rende una scelta flessibile per le aziende che forniscono servizi di stampa 3D in metallo.

Conclusioni

Mentre SLM, EBM, DED, Binder Jetting ed estrusione di metallo elaborano i metalli per le applicazioni 3D, ciascuno di essi presenta vantaggi unici in base alle proprietà dei materiali, alla complessità delle parti e alle applicazioni finali. Se si desidera produrre parti lavorate personalizzate per applicazioni in campo aerospaziale, automobilistico o medico, si è scoperto che la stampa 3D dei metalli può ora essere utilizzata per ottenere la flessibilità e l'alta precisione che ci si aspetta dalla produzione moderna. Contattateci per conoscere il metodo di stampa 3D e il materiale appropriato per produrre parti ad alte prestazioni per le loro applicazioni specifiche.

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