Tecnologia additiva: nuovi materiali per la fabbricazione

Novità e tendenze nella produzione con tecnologia additiva

Il rapporto tra prototipazione e produzione nelle applicazioni di stampa  3D è ancora decisamente sbilanciato a favore della prototipazione, ma è nelle applicazioni produttive che la manifattura additiva esprime il suo potenziale rispetto alla manifattura tradizionale.

Desktop-Metal_EnergyGroup

THE3DGROUP propone all’industria manifatturiera italiana le più moderne e complete soluzioni integrate per la produzione e la produzione. Il Gruppo è composto di numerose aziende, ognuna delle quali si occupa di un aspetto specifico della fabbrica digitale: Energy Group è la società specializzata nel campo delle stampanti 3D, un vero e proprio punto di riferimento per la prototipazione e la manifattura digitale. Vanta una esperienza maturata con i prodotti del leader mondiale Stratasys, di cui è rivenditore autorizzato.

In particolare, presso il Polo Tecnologico di Bentivoglio (Bologna) di THE3DGROUP, è possibile osservare da vicino le novità e le tendenze, i sistemi, i materiali, le applicazioni. Silvia Bortolato, marketing manager del Gruppo, afferma: “La presenza di Energy Group garantisce alla nostra organizzazione un accesso immediato e privilegiato verso una tecnologia che sta vivendo una fase di sviluppo tumultuoso. Il nostro ampio parco clienti (utenze SolidCAM, SolidWorks, Catia e tutte le numerose soluzioni di Dassault Systèmes) è composto da aziende manifatturiere, e praticamente tutte sono interessate alla stampa 3D, come dimostrano le numerose richieste già registrate in tal senso. La possibilità di accedere immediatamente a conoscenze profonde e ben radicate è molto apprezzata. Nelle nostre sedi si tengono già corsi sulla progettazione finalizzata alla tecnica additiva, dato che i componenti da realizzare richiedono un approccio di modellazione diverso, rispetto alla tradizionale tecnica dell’asportazione di materiale”.

Un eccezionale materiale termoplastico

L’affermarsi del digital manufacturing sta estendendo rapidamente l’impiego della manifattura additiva verso la produzione di piccole serie o di attrezzaggi per le linee di produzione. Stratasys ha sviluppato per la sua tecnologia brevettata Fused Deposition Modeling materiali per la stampa 3D con proprietà di allungamento a rottura eccellenti, ormai dotati di caratteristiche industriali, in grado di resistere anche a temperature alte o a sollecitazioni meccaniche importanti. E’ il caso del nuovissimo FDM Nylon 12CF, un materiale termoplastico caricato a carbonio con eccellenti caratteristiche strutturali. Questo materiale, impiegato sui sistemi di produzione di Stratasys come la Fortus 450mc, è costituito da una miscela di resina Nylon 12 e fibra di carbonio, caricato al 35% del peso. La combinazione produce uno dei più forti materiali termoplastici attualmente disponibili nella gamma di materiali FDM. Grazie a queste caratteristiche, è possibile costruire con una stampante 3D utensili per vere applicazioni di produzione come formatura o terminali di bracci robotizzati, resistenti e leggeri, consentendo la sostituzione dei tradizionali utensili metallici. Altre applicazioni comprendono attrezzature di produzione, maschere ed elementi di assemblaggio, nonché prototipi per il rivestimento interno, componenti di ventilazione a basso calore e rivestimenti per antenne.

Pezzi in metallo sulla scrivania

Una recente e importante novità per Energy Group è la stampa 3D in metallo: Desktop Metal ha sviluppato una rivoluzionaria stampante per costruire parti in metallo secondo una tecnologia innovativa caratterizzata da costi contenuti e dalla facilità d’uso. Questa stampante è immediatamente fruibile sulla scrivania; promette di trasformare il modo di realizzare parti in metallo, dato che la sua gestione non richiede conoscenze di metallurgia. Così tecnici e progettisti sono in grado di costruire un prototipo funzionante e dettagliato già in ufficio, senza coinvolgere tecnici in officina o esperti in fisica dei metalli. Lucio Ferranti, presidente di Energy Group, precisa: “Desktop Metal è impegnata a rendere accessibile la stampa 3D in metallo ai produttori e agli ingegneri di tutto il mondo per applicazioni di prototipazione rapida e di produzione. Le sue stampanti offrono una soluzione completa e conveniente per la produzione diretta di parti in metallo, rappresentando un sistema fino a dieci volte più economico rispetto ad altre stampanti 3D basate su sinterizzazione laser. Il sistema è stato progettato con un’architettura software basata su cloud, rendendo così più semplice il passaggio dal Cad all’oggetto finale: i progettisti possono sfruttare un flusso di lavoro integrato che parte dal modello digitale tridimensionale e arriva al pezzo in metallo, senza la necessità di utilizzare apparecchiature di terze parti e software speciali”. Eliminando l’uso dei laser e delle polveri, non servono apparecchiature di ventilazione esterna o strutture speciali. Il sistema garantisce una elevata qualità delle parti in metallo, caratterizzandosi per una densità tra il 96 e 99%, a seconda della lega; si possono realizzare parti con caratteristiche simili a quelle ottenute con la lavorazione tradizionale.

Per quanto riguarda il processo di costruzione, barre di metallo vengono estruse in maniera simile a quanto avviene nelle stampanti FDM con le termoplastiche, differentemente da altri sistemi laser che miscelano la polvere di metallo. Ciò consente di impiegare nuove leghe e nuove caratteristiche come, per esempio, l’uso di riempimento a celle chiuse per garantire alta resistenza anche nei materiali più leggeri. La sinterizzazione dei componenti avviene nel forno, un meccanismo completamente automatizzato con controllo termico a ciclo chiuso; è in grado di fornire una sintetizzazione di tipo industriale nonostante sia stato realizzato per adattarsi agli spazi tipici di un ufficio e può raggiungere una temperatura massima di 1400° C, sufficiente per poter stampare in 3D con una grande varietà di materiali che vanno dagli acciai, al rame, al titanio.

 

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