Continuiamo a considerare le tecnologie di stampa 3D esistenti e le loro caratteristiche. I seguenti metodi di stampa 3D sono i prossimi in linea:

Sinterizzazione laser diretta dei metalli (DMLS)

Invece di DMLS (Direct Metal Laser Sintering), puoi trovare anche il nome SLM (Selective Laser Melting). Questa tecnologia deve il suo secondo nome all'azienda tedesca EOS. L'azienda è uno dei leader nella progettazione strato per strato di prototipi. Recentemente abbiamo scritto del loro ultimo sviluppo: la sinterizzazione microlaser ().

I principali consumatori della tecnologia sono i settori della medicina, dell'industria microelettronica e in parte.

Se prodotti utilizzando la tecnologia DMLS, i prodotti hanno uno spessore dello strato impressionante di 1 - 5 nm con dimensioni massime del prodotto di 60 mm di diametro e 30 mm di altezza.
Il processo di fabbricazione del prodotto si basa sul flusso del legante fuso nei vuoti tra le particelle di polvere sotto l'azione delle forze capillari. Per migliorare il processo di scorrimento, alla miscela di polveri vengono aggiunti composti con fosforo, riducendo così la tensione superficiale, la viscosità e il grado di ossidazione della massa fusa. Le particelle di polvere legante sono generalmente di dimensioni più piccole rispetto alle particelle di polvere base. Ciò aiuta ad aumentare la densità apparente della miscela di polveri e ad accelerare il processo di formazione della fusione.

Oggi sono disponibili i seguenti materiali per la stampa 3D utilizzando la tecnologia DMLS:

• DirectMetal 20 (Polvere metallica a base bronzo)
• EOS StainlessSteel GP1 (acciaio inossidabile, simile all'europeo 1.4542)
• EOS MaragingSteel MS1 (Acciaio Maraging)
• EOS CobaltChrome MP1 (lega ultra resistente di cobalto-cromo-molibdeno)
• EOS CobaltChrome SP2 (lega dentale ultra resistente al cobalto-cromo-molibdeno)
• EOS Titanium Ti64 / Ti64ELI (leghe di titanio)
• EOS NickelAlloy IN625 (lega di nichel)
• EOS NickelAlloy IN718 (lega di nichel)
• EOS Alluminio AlSi10Mg (lega di alluminio)

Fusione a fascio di elettroni (EBM)

Il metodo di fusione con fascio di elettroni ha avuto origine nell'industria aerospaziale. Dopo di che iniziò a conquistare la sfera civile. Il materiale di partenza per la produzione è la polvere metallica. Tipicamente si tratta di leghe di titanio.

Il prodotto è realizzato come segue: la quantità richiesta di polvere viene versata in una camera a vuoto, quindi un flusso controllato di elettroni “aggira” il contorno del modello strato dopo strato e scioglie la polvere in questi punti. Ciò si traduce in una struttura forte. Grazie alla presenza del vuoto e all'elevata temperatura generale, il prodotto finale acquisisce una resistenza simile alle leghe forgiate.

Rispetto alla tecnologia DMLS e SLS, la fusione con fascio di elettroni non richiede un successivo trattamento termico per ottenere un'elevata resistenza. Questo metodo è anche più veloce e preciso grazie all'elevata densità di energia del fascio di elettroni.

Il leader in questo settore è la società svedese Arcam.

Fusione laser selettiva (SLM)

La tecnologia SLM è simile alla SLS, sono addirittura confuse, perché... In entrambi i casi vengono utilizzati polvere metallica e laser. Ma queste tecnologie presentano differenze fondamentali. Nel metodo SLS, le particelle di polvere vengono sinterizzate insieme, mentre in SLM, le particelle di polvere metallica vengono portate a sciogliere e quindi saldate insieme per formare un telaio rigido.

Il processo di creazione dei modelli è simile alla tecnologia SLS. Anche in questo caso uno strato di polvere metallica viene applicato sull'area di lavoro e fatto rotolare uniformemente su di essa. Questo lavoro viene eseguito con un rullo o un pennello. Ogni altezza dello strato corrisponde a una determinata forma del prodotto. L'intero processo avviene in una camera sigillata con gas inerte. Un laser molto potente si concentra sulle particelle metalliche, fondendole e saldandole insieme. Il prodotto è realizzato in modo simile alla tecnologia FDM, le pareti esterne ed interne sono una parete solida e saldata e lo spazio tra le pareti viene riempito secondo il modello.

La tecnologia SLM utilizza vari metalli e leghe. Il requisito principale è che quando vengono frantumati in particelle, devono avere determinate caratteristiche di fluidità. Ad esempio, vengono utilizzati materiali come acciaio inossidabile, acciaio per utensili, leghe di cromo e cobalto, titanio e alluminio.

Il metodo viene utilizzato laddove è necessario avere un pezzo con un peso minimo, mantenendo allo stesso tempo le sue caratteristiche.

La tecnologia è brevettata da Stratasys. Rispetto ad altre tecnologie di stampa 3D, PolyJet è l'unica che consente di realizzare un modello con vari materiali. Ciò si ottiene utilizzando una tecnologia unica per l'alimentazione di più materiali in un unico passaggio di stampa. Ciò consente di posizionare selettivamente materiali diversi all'interno di un singolo prodotto o di combinare due materiali per creare materiali digitali compositi con proprietà caratteristiche e prevedibili.

Il processo di stampa PolyJet è simile alla stampa a getto d'inchiostro convenzionale. Invece di fornire inchiostro sulla carta, le stampanti 3D rilasciano getti di fotopolimero liquido, che forma strati nell’area di lavoro e viene fissato dalle radiazioni ultraviolette. I prodotti induriti possono essere immediatamente presi e utilizzati, perché non è richiesto alcun post-indurimento aggiuntivo, come nella tecnologia SLA.

Perché Poiché la stampa viene eseguita strato per strato, è necessario materiale di supporto per le parti sovrastanti. A tale scopo viene utilizzato un materiale ausiliario simile al gel, che può essere facilmente rimosso con acqua o manualmente.

La tecnologia consente di creare prodotti di alta precisione. E grazie alla combinazione di vari materiali, le caratteristiche del prototipo si avvicinano il più possibile al prodotto finale.

Le tecnologie di stampa 3D discusse in due parti dell'articolo non sono le uniche, ma le tecnologie più comuni. Nel prossimo articolo vedremo i materiali utilizzati in queste tecnologie, le loro differenze e caratteristiche.

Continuiamo a presentarvi varie tecnologie di stampa 3D. Il prossimo in linea è SLM.

SLM, o fusione laser selettivaè un metodo additivo unico che prevede la creazione di vari prodotti utilizzando la fusione laser di polvere metallica secondo modelli CAD specificati. Durante il lavoro vengono utilizzati solo laser ad alta potenza.

Le macchine SLM aiutano a risolvere problemi complessi nelle imprese industriali specializzate nella produzione di macchine nei settori aerospaziale, energetico, dell'ingegneria meccanica e della costruzione di strumenti.

Inoltre, tali installazioni vengono utilizzate negli istituti, negli uffici di progettazione, nonché nel processo di ricerca e lavoro sperimentale.

Tecnologia

Il processo di stampa 3D inizia così: un modello digitale tridimensionale viene suddiviso in strati in modo da poter creare per ciascuno un'immagine bidimensionale. Lo spessore dello strato varia da 20 a 100 micron.

Il file, che contiene tutti i parametri, viene inviato a uno speciale software della macchina, che analizza i dati utilizzando le capacità tecniche del dispositivo. Di conseguenza, inizia la costruzione del prodotto.

Il ciclo di creazione di ogni layer si compone di tre fasi:

• applicare uno strato di polvere sul piano di lavoro;
• scansione laser della sezione trasversale dello strato;
• abbassando la lastra fino alla profondità del pozzo, che corrisponde allo spessore dello strato.

La costruzione di qualsiasi oggetto avviene nella camera di lavoro di una stampante SLM. È completamente riempito con un gas inerte: argon o azoto. La scelta del gas dipende dal materiale di cui è composta la polvere.

Al termine della costruzione, il prodotto viene estratto dalla macchina con il piatto di lavoro, separato meccanicamente e viene effettuata la post-lavorazione.

Vantaggi della fusione laser selettiva

Questo metodo è così universale che ha più punti di forza di quanto possa sembrare a prima vista:

• creazione di oggetti di forme geometriche complesse con cavità interne e canali di raffreddamento conformi;
• produzione di prodotti senza attrezzature costose;
• i prodotti risultanti sono leggeri;
• risparmio sui materiali di consumo per la stampa;
• la possibilità di riutilizzare la polvere dopo la fase di setacciatura.

Applicazione

Il metodo di fusione laser selettiva può essere utilizzato nel processo di produzione di prodotti da utilizzare come parte di vari componenti e assiemi, nella costruzione di strutture geometriche complesse ed elementi formativi di stampi per la fusione di materiali termoplastici, protesi individuali e impianti per l'odontoiatria, nonché la produzione di francobolli.

Materiali di consumo

Molto spesso, come materiali di consumo vengono utilizzate polveri di metalli e leghe come acciaio inossidabile, acciaio per utensili, leghe di cobalto, cromo e titanio, alluminio, oro, argento e platino.

Iscriviti alle novità di 3D Print Expo 2017

SLM o Selective laser melting è una tecnologia innovativa per la produzione di prodotti complessi mediante fusione laser di polvere metallica utilizzando modelli CAD matematici (stampa 3D di metalli). Con l'aiuto di SLM, creano sia parti metalliche di precisione da utilizzare come parte di componenti e assiemi, sia strutture non separabili che cambiano la geometria durante il funzionamento.

La tecnologia è un metodo di produzione additiva e utilizza laser ad alta potenza per creare oggetti fisici tridimensionali. Questo processo sostituisce con successo i metodi di produzione tradizionali, poiché le proprietà fisiche e meccaniche dei prodotti realizzati utilizzando la tecnologia SLM spesso superano le proprietà dei prodotti realizzati utilizzando tecnologie tradizionali.

Le installazioni SLM aiutano a risolvere complessi problemi di produzione delle imprese industriali che operano nei settori aerospaziale, energetico, dell'ingegneria meccanica e della strumentazione. Le installazioni vengono utilizzate anche nelle università, negli uffici di progettazione e vengono utilizzate in lavori di ricerca e sperimentazione.

Il termine ufficiale per descrivere la tecnologia è “sinterizzazione laser”, anche se è alquanto fuorviante, poiché i materiali (polveri) non vengono sinterizzati, ma fusi fino a formare una massa omogenea (densa, pastosa).

Vantaggi

1. Risoluzione di problemi tecnologici complessi

• Produzione di prodotti con geometrie complesse, con cavità interne e canali di raffreddamento conformati

Accorciare il ciclo di ricerca e sviluppo

• La capacità di costruire prodotti complessi senza produrre attrezzature costose

Ridurre il peso del prodotto

• Costruzione di prodotti con cavità interne

Risparmio di materiale durante la produzione

• La costruzione avviene strato dopo strato aggiungendo la quantità necessaria di materiale al “corpo” del prodotto. Il 97-99% della polvere non utilizzata nella costruzione dopo la setacciatura è adatta per il riutilizzo. Il 3-9% del materiale utilizzato per costruire i supporti viene smaltito insieme alla polvere non fusa di qualità inferiore che non è stata sottoposta a setacciatura.
• Ridurre i costi per la produzione di prodotti complessi, perché non è necessario produrre attrezzature costose.

Aree di utilizzo

• Produzione di parti funzionali per il lavoro come parte di vari componenti e assiemi
• Produzione di strutture complesse, comprese strutture non separabili che cambiano geometria durante il funzionamento, nonché strutture contenenti molti elementi
• Produzione di elementi formatori di stampi per colata di materiali termoplastici e leggeri
• Produzione di prototipi tecnici per testare la progettazione dei prodotti
• Creazione di inserti formatori per pressofusione
• Produzione di protesi dentali e impianti personalizzati
• Fare francobolli.

Come funziona

Il processo di stampa inizia dividendo un modello 3D digitale di un prodotto in strati di spessore compreso tra 20 e 100 micron per creare un'immagine 2D di ogni strato del prodotto. Il formato standard del settore è il file STL. Questo file entra nel software speciale della macchina, dove le informazioni vengono analizzate e confrontate con le capacità tecniche della macchina.

Sulla base dei dati ottenuti, viene avviato un ciclo di costruzione produttiva, costituito da numerosi cicli di costruzione dei singoli strati del prodotto.

Il ciclo di costruzione degli strati è composto da operazioni standard:

1. applicare uno strato di polvere di un determinato spessore (20-100 micron) su una piastra di costruzione montata su una piattaforma di costruzione riscaldata;
2. scansionare una sezione trasversale di uno strato di prodotto con un raggio laser;
3. abbassare la piattaforma in profondità nel pozzo di costruzione di una quantità corrispondente allo spessore dello strato di costruzione.

Il processo di costruzione dei prodotti avviene nella camera SLM della macchina, riempita di gas inerte argon o azoto (a seconda del tipo di polvere da cui avviene la costruzione), con relativo flusso laminare. Il consumo principale di gas inerte avviene all'inizio del lavoro, durante lo spurgo della camera di costruzione, quando l'aria viene completamente rimossa da essa (il contenuto di ossigeno consentito è inferiore allo 0,15%).

Dopo la costruzione, il prodotto insieme alla lastra viene rimosso dalla camera SLM della macchina, dopodiché il prodotto viene separato meccanicamente dalla lastra. I supporti vengono rimossi dal prodotto costruito e viene eseguita la lavorazione di finitura del prodotto costruito.

La quasi totale assenza di ossigeno evita l'ossidazione del materiale di consumo, rendendo possibile la stampa con materiali come il titanio.

Materiali

I materiali più popolari sono metalli e leghe in polvere, tra cui acciaio inossidabile, acciaio per utensili, leghe di cobalto-cromo, leghe di titanio, titanio, alluminio, oro, platino, ecc.

Prodotti realizzati con macchine 3D SLM Solutions

Prodotti realizzati dalle macchine Realizer 3D

Video: utilizzo della tecnologia SLM

Stampa

Parti e materiali

Stampa 3D per l'industria: una panoramica dettagliata delle più recenti attrezzature e tecnologie

Alla mostra formnext Tradizionalmente si riunisce l’élite del mondo delle tecnologie additive e della stampa 3D. Esperti di livello mondiale hanno notato il passaggio dalla creazione di prototipi alla produzione di parti e pezzi grezzi da metalli e materiali funzionali.

Le classiche tecnologie SLM, EBM e DMD nella lavorazione dei metalli sono state integrate da tecnologie relativamente nuove simili a CSF e FDM. Una rassegna dettagliata di attrezzature, materiali e soluzioni avanzate presentata a Francoforte sul Meno, dall'esperto Kirill Kazmirchuk.

Selettivo laser fusione(SLM - Fusione Laser Selettiva)

Un sistema ibrido che utilizza il processo SLM e la lavorazione CNC a 3 assi in un'unica attrezzatura.

Questo approccio consente di ottenere parti metalliche con canali interni a bassa rugosità.

Area di lavoro: 600 x 600 x 500 mm

Trumpf TruPrint 5000

Macchina SLM di un'azienda che produce una vasta gamma di apparecchiature laser. La particolarità della TruPrint 5000 sono i suoi moduli di lavoro sostituibili. Ti consentono di avviare una costruzione senza una lunga preparazione. Il “disimballo” del manufatto avviene all'esterno della macchina in un'apposita stazione di “disimballo-pulizia”.

Area di lavoro rotonda: Ø300 x 400 mm

Materiali: Al, Ti, Ni, Co-Cr, Acciaio.

SLM-Soluzioni SLM 800

La macchina più grande dell'azienda, pioniera nel segmento della tecnologia SLM. All’inizio del 2017 è stato annunciato l’acquisto delle soluzioni SLM da parte del colosso industriale General Electric. L'operazione non è avvenuta a causa di divergenze di opinione sul valore delle azioni. Di conseguenza, GE ha acquisito un'altra società, Concept Laser.

Auto SLM 800 è stato annunciato al formnext-2016 e presentato al pubblico alla fiera del 2017. Durante la fiera, secondo la stessa SLM-Solutions, sono state vendute venti unità di questa apparecchiatura.

Area di lavoro: 280 x 500 x 800 mm

Materiali: Al, Ti, Ni, Co-Cr, Acciaio.

Dall'inizio dell'anno sono state vendute più di 15 vetture SLM 500, principalmente alla Cina.

Elettro Ottico Sistemi M400-4

Macchina SLM con area di lavoro 400 x 400 x 400 mm

Materiali: Al, Ti, Ni, Co-Cr, Acciaio.

Vengono utilizzati quattro laser, ciascuno dei quali copre un quarto dell'area di lavoro. Ciò consente di ridurre significativamente il tempo necessario per costruire un gran numero di parti piccole, ma quando si produce una parte grande, il tempo si riduce fino al 10%. Potenzialmente, la distorsione termica è ridotta grazie a un processo di fusione più uniforme.

Additivo IndustrieMetalFab1

MetalFab1 è un complesso di attrezzature: macchina SLM + stazione di pulizia + forno di trattamento termico. Tecnologicamente le transizioni avvengono in uno spazio isolato; di conseguenza il contatto dell’operatore con le polveri metalliche è ridotto.

Area di lavoro 420 x 420 x 400 mm

Materiali: Al, Ti, Ni, Co-Cr, Acciaio.

Concetto Laser (società acquisitaGenerale Elettrico all'inizio del 2017)

L'auto è stata presentata Atlante con un'area di lavoro di 1000 x 1000 x 1000 mm.

È mostrato un prototipo di questa macchina e una parte costruita su una piattaforma di 1000 x 1000 mm.

Materiali: Al, Ti, Ni, Co-Cr, Acciaio.

La data di uscita non è stata resa pubblica.

Attualmente il modello attuale è X- linea 2000 con due laser e un'area di lavoro di 800 x 400 x 500 mm.

Orlas Creatore

ORlaser è nota da diversi anni per lo sviluppo di teste per la deposizione di polvere laser calda. Ora abbiamo introdotto la nostra macchina SLM con un'area di lavoro di Ø 100 mm x 110 mm.

Questo è un piccolo dispositivo con un'area di lavoro cilindrica. Inoltre, può essere equipaggiato con un mandrino per la lavorazione CNC.

Un'azienda francese che si sviluppa con la partecipazione attiva del produttore di pneumatici Michelin. I prodotti principali sono macchine di sintesi strato per strato SLM.

La particolarità di questi impianti è che sono specializzati nell'utilizzo di polvere metallica più fine (circa 20 micron), mentre la dimensione tipica delle particelle in apparecchiature simili è di 40 - 60 micron. Una dimensione delle particelle più piccola, da un lato, conferisce una migliore qualità superficiale ed elaborazione di piccoli dettagli geometrici, dall'altro impone una significativa limitazione all'uso della polvere. La polvere più fine è più difficile da maneggiare e richiede stanze isolate e dispositivi di protezione per gli operatori.

Area di lavoro: 350 x 350 x 350 mm.

DMG MORI

L'azienda è produttrice di macchine a controllo numerico per tornitura, tornio-fresatura e gruppi di fresatura. Da circa cinque anni promuove sul mercato una tecnologia ibrida per la produzione di parti metalliche: superficie DMD + lavorazione CNC. La tecnologia ibrida nell'industria automobilistica è adatta principalmente per attività di riparazione: ripristino dei perni di banco dell'albero motore, camme dell'albero a camme.

Nel 2017 è stata presentata la macchina LASERTEC 30 SLM SLM di propria progettazione con un'area di lavoro di 300 x 300 x 300 mm.

Viene mostrata l'applicabilità della tecnologia per la produzione di scambiatori di calore e piccole staffe con geometria complessa.

Azienda portoghese che produce un'ampia gamma di attrezzature per la lavorazione dei metalli (piegatrici idrauliche, taglio metalli a ghigliottina, taglio laser, ecc.). Il nuovo arrivato nel campo delle tecnologie additive, tuttavia, ha presentato quella che, secondo loro, è la macchina SLM più grande con un'area di lavoro di 1000 x 1000 x 500 mm.

La macchina utilizza un solo laser e il principio della zona di costruzione mobile le consente di coprire una vasta area. La costruzione avviene su una piattaforma di dimensioni 1000 x 1000 mm; sopra di essa si muove una camera quadrata con una sorgente di radiazioni e un apporto locale di gas inerte. Il processo di costruzione avviene passo dopo passo e il metallo viene fuso nei punti richiesti. Potenzialmente questo approccio comporta un maggiore consumo di gas inerte e limita la costruzione di pezzi di grandi dimensioni. Al momento il processo è debuggato solo per gli acciai.

3 D Sistemi

Un'interessante aggiunta alla linea dell'azienda è la macchina ProX 320 SLM con un'area di lavoro di 275 x 275 x 420 mm.

È stata annunciata anche una macchina SLM DMP8500 con un'area di lavoro di 500 x 500 x 500 mm. Il vantaggio delle macchine 3D Systems è la capacità di lavorare sia con polvere standard da 40-60 micron che con polvere fine da circa 20 micron.

E.B.M.-tecnologie

Arcam Q20 Più(acquistatoGenerale Elettrico all'inizio del 2017)

L'unica azienda è un produttore di macchine EBM. L'attrezzatura è specializzata per l'utilizzo delle leghe di titanio. L'uso di un fascio di elettroni invece di un laser può migliorare significativamente la qualità della fusione dei metalli e aumentare la velocità.

Area di lavoro: Ø 350 x 380 mm.

Materiale: Ti6Al4V.

Rivestimento gasdinamico freddo (spruzzo freddo)

L'essenza della tecnologia è applicare le particelle di polvere utilizzando un getto supersonico di gas inerte di trasporto. A causa dell'elevata velocità, le particelle aderiscono alla superficie, fornendo una struttura metallica densa. Potenzialmente, questo approccio consente la costruzione dei pezzi in meno tempo rispetto al laser cladding, grazie all’assenza di riscaldamento e successivo raffreddamento.

VELOCITÀ3D

L'azienda americana SPEE3D ha introdotto nel 2017 una macchina ibrida che consente di creare pezzi grezzi di metallo utilizzando superfici dinamiche a gas freddo seguite dalla lavorazione CNC.

A causa dei limiti tecnologici, la tecnologia è applicabile per la creazione di pezzi per la successiva lavorazione CNC. La qualità della superficie mostrata nella foto è paragonabile alla fusione.

Possono essere applicate leghe di alluminio e rame.

L'azienda tedesca produttrice di macchine CNC ha presentato la propria attrezzatura ibrida CSF + lavorazione CNC.

Le parti vengono formate in sequenza da diversi materiali e la superficie fredda viene utilizzata per creare canali di raffreddamento e cavità all'interno degli stampi. Un metallo più fusibile viene applicato nelle zone richieste e funge da supporto rimovibile. Possono essere applicate leghe di alluminio e rame.

ImpattoInnovazioni

Attrezzatura per rivestimento dinamico a gas freddo con cambio di materiali durante il processo di produzione. Consente l'applicazione di leghe di alluminio e rame (anche sulla superficie di non metalli). La tecnologia può essere utile nella creazione di prodotti bimetallici (cuscinetti scorrevoli), nonché nell’applicazione di “percorsi” conduttivi alla textolite o ad altri prodotti polimerici.

Emergenza calda

L'essenza della tecnologia è applicare particelle di polvere utilizzando un getto di gas inerte di trasporto e protezione; il metallo si scioglie al contatto con una superficie riscaldata dal laser.

La tecnologia è adatta alla produzione di parti in misura molto limitata, principalmente solo per creare una carrozzeria. Più adatto per riparare alberi e altri corpi rotanti.

InsTek,Trave- Rispettivamente aziende coreane e francesi. L'apparecchiatura è costruita secondo un principio simile e ha capacità simili.

È possibile “cambiare” i materiali durante il processo di produzione.

InssTek dispone di un'ampia area di lavoro di 4000 x 1000 x 1000 mm.

I prodotti necessitano di successivi trattamenti termici e meccanici.

DMGMORI

Pioniere nella tecnologia ibrida (superficie + CNC) per prodotti metallici. Per prima cosa è stata lanciata la macchina combinata lasertec 65 3D, poi alla linea ibrida è stata aggiunta la lasertec 4300 3D.

Macchine simili sono prodotte oggi dalla società Yamazaki Mazak.

CEFERTEC

L'attrezzatura è stata sviluppata con la partecipazione dell'ufficio servizi FIT AG e, in parole povere, è una saldatrice per metalli CNC.

Costruito sulla base di un portale e di una tavola rotante.

La tecnologia consente di creare rapidamente pezzi grezzi di metallo. L’approccio solleva molte domande sulla qualità e sulle proprietà del prodotto, nonché sull’inevitabile deformazione durante un processo termico localizzato.

Metalli e tecnologia FDM

Il principio di costruzione è l'estrusione di un materiale plastico (riempito con polvere metallica) attraverso una trafila. Dopo aver creato un modello polimero-metallo, questo viene sinterizzato in un forno (termico o microonde). In questa fase, il legante polimerico evapora e le particelle metalliche si sinterizzano. In questo caso il restringimento della parte è del 18-20%, vedi foto sotto. Secondo prove aneddotiche, questa tecnologia consente potenzialmente di costruire parti fino a 100 volte più velocemente.

DesktopMetallo E Forgiato- Le aziende americane utilizzano una tecnologia simile, l'area di lavoro è rispettivamente 330 x 330 x 330 mm e 250 x 220 x 200 mm. Vale la pena notare la differenza significativa nel grado di preparazione alla consegna. Se DesktopMetal non è pronto a fornire apparecchiature nemmeno al mercato locale, Markforged è pronto a fornire sia gli Stati Uniti che l'Europa. Una caratteristica di tutte le apparecchiature Markforged è che il file viene inviato per la costruzione quando è connesso a Internet e ai server aziendali, il che solleva la questione del mantenimento dei segreti commerciali.

Da un lato, la tecnologia FDM sembra promettente perché consente di produrre parti metalliche senza la necessità di lavorare con polveri metalliche difficili da maneggiare. D'altra parte, rimangono molte domande, come lo spessore massimo della parete (può essere limitato a causa della necessità di rimuovere il legante), la mancanza di attrezzature simili con un'ampia area di lavoro, ecc. La tecnologia troverà sicuramente la sua nicchia, ma non può essere considerata un “killer” o un sostituto della tecnologia SLM.

X- Jet

Un'azienda israeliana, i cui dipendenti principali sono dipendenti di Objet, il pioniere della tecnologia PolyJet.

Un analogo di questa tecnologia viene utilizzato anche nelle apparecchiature X-jet: sulla piattaforma viene applicato un legante liquido a base d'acqua, in cui sono distribuite particelle di metallo o ceramica. Il riempitivo non si attacca e non precipita a causa delle forze di van der Waals.

Le parti richiedono anche un trattamento termico (e possibilmente a pressione) dopo il processo di sintesi strato per strato. Il produttore non specifica i dettagli del processo tecnico, e i campioni di metallo e ceramica mostrati alla mostra non superano i pochi centimetri di dimensione, ma i dettagli sono di alto livello.

Area di lavoro 500 x 280 x 200 mm.

Termoplastici PEEK ad alta resistenza

Materiali del gruppo SBIRCIARE(polietereterchetone) sono molto interessanti per la produzione diretta grazie alla loro robustezza e resistenza al calore. Resistenza al calore fino a 250 °C e resistenza alla trazione 100 MPa (per confronto, per l'alluminio, a seconda della lega, varia da 100 a 350 MPa). È difficile lavorare questo materiale a causa del suo elevato punto di fusione, superiore a 340 °C. Sono state presentate contemporaneamente tre macchine FDM per lavorare con PEEK: INNOVATORE 2 PEEK, INTAMSYS PEEK E GEWO VISUALIZZAZIONE 3D.

La macchina più grande ha un'area di lavoro di 450 x 450 x 600 mm e una temperatura dell'estrusore fino a 450 °C.

Stampanti a sabbia per fonderie

VoxelJet

ExOne e Voxeljet erano originariamente una cosa sola e creavano attrezzature per lavorare con sabbia e materiali polimerici per applicazioni di fonderia.

Le società si dividono nel 2003, Voxeljet continua a sviluppare entrambi i settori, mentre ExOne (ex Prometal RCT) si concentra solo sulla tecnologia della sabbia e in parte sulla lavorazione di materiali acciaio-bronzo.

La gamma Voxeljet comprende diversi sistemi in grado di lavorare la sabbia per creare stampi e anime. Sono tutti simili nella meccanica e nel processo alle apparecchiature ExOne.

Nell'ambito di formnext-2017, l'azienda ha presentato un sistema per lavorare con materiali polimerici funzionali. La tecnologia si basa sul già utilizzato PolyJet con un legante fotosensibile; ciò non solo consente di ottenere proprietà migliorate, ma consente anche la creazione di prodotti con una risoluzione più elevata. La tecnologia è simile a quella mostrata da Hewlett Packard alla fiera del 2016.

Un'azienda coreana che ha nella sua gamma diverse macchine per la produzione additiva industriale:

– stampante PolyJet a sabbia con area di lavoro di 300 x 420 x 150 (legante inorganico, più rispettoso dell'ambiente);

– stampante SLS a sabbia con area di lavoro di 600 x 400 x 400;

– Macchina SLM con area di lavoro di 350 x 300 mm;

– macchina ibrida (spianatura + lavorazione CNC) con area di lavoro di 250 x 250 x 250 mm.

Polveri metalliche

I maggiori produttori di composizioni di polveri metalliche erano ampiamente rappresentati alla fiera: Haraeus,LPWSMTCina,Oerlikon,EPMA E Polema(Russia).

AtomizzatoreATOuno

Impianto per la produzione di composizioni di polvere metallica per macchine di sintesi strato per strato dell'azienda polacca 3D lab.

Si tratta di un atomizzatore “da ufficio” con un'altezza non superiore a 2 metri; la dimensione tipica degli atomizzatori industriali è di 5-10 m di altezza e circa 4 m di diametro.

Come materiale di lavorazione viene utilizzato il filo metallico e la capacità dell’attrezzatura consente di produrre fino a 200 grammi al giorno.

Materiali e attrezzature polimeriche

Compositi

Forgiato

Viene presentata l'attrezzatura FDM che consente di lavorare con materiali termoplastici riempiti con fibre di carbonio, Kevlar e vetro. Possono essere continui o tritati.

Il costo di installazione è di circa 100-1000 euro.

Nella foto dall'alto al basso:

– parte realizzata in materiale Onice (fibra tritata);

– vista in sezione di una parte realizzata in materiale Onice (fibra tagliata);

– rinforzato con Kevlar continuo;

– rinforzato con fibra di vetro continua;

– rinforzato con fibra di carbonio continua.

Stratasys

L'azienda ha introdotto il materiale Nylon CF, compatibile con la macchina FDM russa Fortus 450mc. È una poliammide riempita con fibre di carbonio tritate.

Fornisce migliori proprietà meccaniche rispetto ai materiali standard non riempiti. La foto mostra un confronto del comportamento dei materiali sotto carico (a destra addominali, al centro Nylon CF, Sinistra Nylon12).

SLA desktop e materiali elastici

Cera digitale E ato 3D

L'area di lavoro della macchina più grande è 300 x 300 x 300 mm, sono disponibili materiali fotopolimerici sia funzionali che elastici.

UNIZ SLA

L'azienda cinese UNIZ è una nuova arrivata sul mercato. Vengono presentate due macchine SLA desktop con aree di lavoro: 315 x 185 x 450 e 192 x 122 x 200. Il produttore afferma che questa è la macchina SLA più veloce. Gli esperti devono ancora capire che tipo di materiali utilizza il sistema e cosa determina la velocità di costruzione di 2500 metri cubi. cm all'ora (riempimento al 50%).

Entrambi i sistemi utilizzano l'illuminazione del fotopolimero mediante LED (stereolitografia LCD).

Azienda giapponese con una lunga storia. Impegnato nella produzione di una varietà di apparecchiature di alta precisione, dalle stampanti ai microscopi. Presentata la propria stampante 3D Agilista che utilizza la tecnologia PolyJet. L'accento è posto sulla capacità di produrre prodotti in silicone flessibili e resistenti al calore. Tali apparecchiature possono essere utili nella produzione di piccole serie di anelli di tenuta, guarnizioni per porte, tubi per condotti dell'aria, ecc.

Area di lavoro: 297 x 210 x 200 mm.

Materiali: composizioni polimeriche a base di silicone, anche resistenti al calore fino a 100 °C.

Sistemi elettro-ottici

Macchina SLS P500 da EOS, uno dei leader di mercato. Area di lavoro 500 x 330 x 400 mm, due laser da 70 W per lavoro accelerato, temperatura di sinterizzazione fino a 300 °C e velocità di costruzione fino a 6,6 litri all'ora (20% in più rispetto agli analoghi sul mercato).

Il sistema è dotato di un'area di lavoro sostituibile con raffreddamento controllato, che aumenta la percentuale di carico e la stabilità dimensionale dei prodotti. Il software della macchina SLS consente di connettersi al sistema ERP aziendale e monitorare la percentuale di completamento del lavoro in tempo reale.

Materiale: poliammide, PEKK in fase di sviluppo.

Macchina SLS polacca, in grado di lavorare con polvere di poliammide.

Area di lavoro: 350 x 350 x 600 mm.

Grandi macchine SLA

RPS è stata fondata nel Regno Unito dai dipendenti di DTM e 3D Systems ed è attiva da oltre dieci anni.

Ha iniziato la sua attività con la manutenzione e il ripristino delle macchine di sintesi strato per strato.

Una grande macchina SLA è stata rilasciata nel 2016 NEO800 proprio sviluppo.

Area di lavoro: 800 x 800 x 600 mm.

Materiali: composizioni fotopolimeriche di DSM Somos e qualsiasi altro.

Macchina per stereolitografia di un'azienda europea, prodotta in Cina.

Area di lavoro: 700 x 700 x 450 mm.

Materiali: composizioni fotopolimeriche da DSM Somos e tutti gli altri, compresi quelli di Raplas.

Ceramica

Per lavorare con la ceramica, di norma, utilizzano la tecnologia SLA, queste sono aziende Ceratore E Lithoz.

Nel classico processo SLA viene creato un pezzo, il cosiddetto modello verde. Dopo la costruzione, viene sottoposto a una procedura di trattamento termico, in cui la componente polimerica viene rimossa e le particelle ceramiche vengono sinterizzate.

Servizi

In Europa, i siti di produzione si stanno sviluppando con successo, fornendo servizi per la produzione di prototipi da polimeri, compositi e metalli utilizzando tecnologie additive.

Le aziende leader in questo mercato sono: Poliforma, Hoffmann, CitimGMBH,ADATTOA.G.. Quest'ultima ha recentemente aperto una filiale in Russia.

L'arsenale di tali aziende comprende una vasta gamma di apparecchiature DMD, SLM, SLS, FDM, EBM; il numero dei dipendenti della produzione additiva è solitamente di circa 100-200 persone. Le aziende sono molto richieste sul mercato, di seguito sono riportati gli indicatori di fatturato per il 2016: Hofmann GMBH – 833,2 milioni di dollari, CITIM GMBH – 27,3 milioni di dollari, FIT AG – 24 milioni di dollari.

Si precisa che nel mese di ottobre 2017 l'impianto ACTechè stata acquisita da Materialise e svilupperà presto la produzione diretta di parti metalliche utilizzando tecnologie additive.

Tomografia

VisiConsult E Werth- i produttori di tomografi hanno presentato i loro piccoli dispositivi per la tomografia di parti metalliche e polimeriche. L’industria sta iniziando a pensare al controllo del prodotto. Questo è un segno che le parti vengono sempre più utilizzate come prodotti finali.

Software