Oqton è stata proclamata vincitrice della seconda edizione dell’ASTRO-InSPIRE Tech Challenge, competizione tecnica dedicata nel 2026 alla previsione e alla compensazione delle deformazioni nella fusione laser a letto di polvere. La società si è confrontata con Ansys, Siemens, Dassault Systèmes, Autodesk e Cadence Design Systems, aziende che dispongono di piattaforme consolidate nei campi della simulazione ingegneristica, della progettazione e della produzione digitale.
La prova è stata organizzata da ASTRO America, denominazione abbreviata dell’Applied Science and Technology Research Organization of America, insieme a InSPIRE, l’Institute for Strategic Partnerships, Innovation, Research and Education della Florida State University. I risultati sono stati presentati il 12 agosto 2026 durante l’ASTRO-InSPIRE Tech Showcase, ospitato all’Emerald Grande di Destin, in Florida.
La formula dell’evento richiamava quella di una competizione tra fornitori sottoposti al giudizio di esperti tecnici e rappresentanti industriali. Dietro questa impostazione accessibile si trovava però un programma di valutazione costruito per distinguere gli strumenti ancora confinati alla ricerca dalle soluzioni utilizzabili in un ambiente produttivo.
Il problema delle deformazioni nella tecnologia LPBF
La Laser Powder Bed Fusion, indicata anche con le sigle LPBF o PBF-LB, produce componenti metallici fondendo in modo selettivo sottili strati di polvere mediante uno o più laser. Dopo la lavorazione di ogni strato, la piattaforma si abbassa e un sistema di ricopertura distribuisce nuovo materiale. La sequenza viene ripetuta fino al completamento del componente.
Il processo permette di ottenere geometrie difficili o impossibili da realizzare con lavorazioni convenzionali, comprese strutture interne, canali di raffreddamento e forme alleggerite. Durante la fusione, tuttavia, il materiale attraversa cicli termici molto rapidi e localizzati. Alcune zone vengono riscaldate e raffreddate mentre le aree circostanti si trovano a temperature differenti. Questa distribuzione non uniforme genera tensioni residue che possono provocare curvature, spostamenti dimensionali, distacchi dai supporti o deformazioni visibili dopo la rimozione del pezzo dalla piastra di costruzione.
Il componente può quindi risultare diverso dal modello CAD anche quando la macchina ha seguito correttamente le istruzioni. Il problema diventa più complesso in presenza di pareti sottili, brusche variazioni di sezione, grandi superfici, supporti poco rigidi o geometrie che accumulano calore.
Le conseguenze non riguardano soltanto la precisione dimensionale. Una deformazione non prevista può costringere il produttore a ripetere la costruzione, modificare i supporti, cambiare l’orientamento del pezzo oppure aumentare le lavorazioni meccaniche successive. Ogni iterazione comporta consumo di polvere, ore macchina, attività di progettazione e controlli supplementari.
Una prova basata su componenti di interesse industriale
ASTRO America ha impostato il Tech Challenge utilizzando componenti rappresentativi di applicazioni concrete, invece di limitarsi a provini geometricamente semplici. La scelta è importante perché un software può fornire risultati convincenti su una forma elementare e mostrare limiti quando deve affrontare sezioni variabili, supporti complessi e condizioni termiche vicine a quelle di produzione.
Il materiale scelto per la valutazione è stato Inconel 718, una superlega a base di nichel impiegata nei settori aerospaziale, energetico e della difesa. La lega viene utilizzata quando sono richieste resistenza meccanica, stabilità alle alte temperature e protezione contro corrosione e ossidazione. Tra le applicazioni possibili figurano componenti di turbine, parti di motori aeronautici, elementi per sistemi di propulsione e attrezzature sottoposte a condizioni termiche severe.
Proprio le caratteristiche che rendono Inconel 718 adatto a questi impieghi ne rendono delicata la lavorazione. Nella produzione additiva, la combinazione tra materiale, geometria, strategia di scansione, potenza del laser, velocità di esposizione, spessore degli strati e distribuzione dei supporti influenza il comportamento termomeccanico del pezzo.
La soluzione di simulazione deve pertanto riprodurre in modo sufficientemente accurato l’accumulo del calore e le tensioni generate durante la costruzione, senza richiedere tempi di calcolo incompatibili con il lavoro quotidiano di progettisti e tecnologi.
Prevedere non basta: occorre compensare la geometria
Un sistema di simulazione industriale deve innanzitutto stimare dove e in quale misura il componente tenderà a deformarsi. Il risultato può essere rappresentato attraverso mappe cromatiche, vettori di spostamento e confronti tra geometria nominale e geometria prevista dopo la stampa.
Il passaggio successivo consiste nella compensazione. Il modello digitale viene deformato intenzionalmente nella direzione opposta rispetto allo scostamento previsto. Se il modello di calcolo è corretto, le tensioni generate durante la costruzione conducono il pezzo verso la forma desiderata.
Questa procedura non equivale a una semplice correzione delle dimensioni complessive. Ogni area può reagire in modo diverso e la compensazione deve tenere conto dei vincoli creati dalla piastra, dei supporti, della sequenza di esposizione e della liberazione delle tensioni dopo il distacco. Un errore nel modello può trasferire il difetto in un’altra zona o produrre una sovracompensazione.
Per questo motivo la verifica sperimentale rimane essenziale. Le previsioni devono essere confrontate con misurazioni ottenute sui pezzi reali, usando scansioni tridimensionali, sistemi di metrologia e procedure ripetibili. I dati raccolti permettono di calibrare il modello per una determinata combinazione di macchina, lega, parametri e geometria.
I criteri utilizzati per selezionare il vincitore
La valutazione dell’ASTRO-InSPIRE Tech Challenge non si è fermata al confronto tra immagini di simulazione e componenti stampati. ASTRO America aveva indicato cinque gruppi principali di criteri: funzionalità e facilità d’uso, accuratezza e ripetibilità, metodi di calibrazione e standard applicabili, strategia commerciale e mercato di riferimento, valore offerto rispetto al costo totale di possesso.
Ai partecipanti è stato chiesto di spiegare quali dati fossero necessari, come venissero elaborati e in quale modo le previsioni potessero essere integrate nel flusso LPBF. La valutazione comprendeva anche la velocità di analisi, la risoluzione delle caratteristiche geometriche e gli strumenti disponibili per interpretare i risultati.
Il costo totale di possesso considerava licenze, abbonamenti, implementazione, capacità di calcolo, moduli aggiuntivi, formazione e livello di specializzazione richiesto agli operatori. Si tratta di fattori decisivi per un’azienda che deve trasformare un software di simulazione in uno strumento impiegato con continuità.
ASTRO America ha inoltre previsto un periodo di prova di almeno trenta giorni e la possibilità di eseguire una costruzione di calibrazione. I tecnici dell’organizzazione hanno lavorato con i fornitori per utilizzare correttamente le diverse piattaforme e valutarle nelle condizioni previste dal programma.
Il confronto con Ansys, Siemens, Dassault Systèmes, Autodesk e Cadence Design Systems
La presenza di Ansys, Siemens, Dassault Systèmes, Autodesk e Cadence Design Systems attribuisce un peso specifico al risultato ottenuto da Oqton. Queste aziende operano in segmenti che comprendono analisi a elementi finiti, progettazione assistita dal computer, gestione del ciclo di vita del prodotto, simulazione dei processi produttivi e progettazione elettronica.
Il confronto non stabilisce quale piattaforma sia migliore per ogni attività industriale. Indica che, nello scenario definito da ASTRO America e InSPIRE, l’approccio proposto da Oqton ha ottenuto la valutazione più alta rispetto ai criteri fissati per la previsione e la compensazione delle deformazioni di componenti LPBF in Inconel 718.
Il risultato assume quindi il valore di un benchmark riferito a condizioni e obiettivi specifici. Non sostituisce le verifiche che ciascun produttore deve condurre sulla propria combinazione di macchina, materiale, parametri e applicazione.
L’esperienza di Oqton nella simulazione della produzione additiva
Oqton sviluppa software per la preparazione, la simulazione e la gestione dei processi di produzione additiva. Nel suo portafoglio rientrano 3DXpert, piattaforma dedicata al flusso di lavoro della stampa 3D metallica, e Manufacturing OS, sistema progettato per coordinare ordini, dati, macchine e attività produttive.
Le tecnologie di simulazione associate a Oqton comprendono anche l’esperienza maturata con Amphyon, software nato per analizzare e ottimizzare i processi a letto di polvere. Le funzioni disponibili in questo ambito possono essere utilizzate per valutare orientamento, supporti, comportamento termomeccanico e deformazioni prima di avviare la macchina.
Oqton ha inoltre lavorato con OHB SE, OHB System AG e Fraunhofer IAPT in un progetto finanziato dall’Agenzia Spaziale Europea. L’attività riguardava la previsione delle cosiddette shrink lines, sottili discontinuità superficiali che possono comparire su componenti metallici prodotti in modo additivo. Il progetto ha analizzato anche tecniche di mesh adattiva, nelle quali le zone geometricamente delicate vengono rappresentate con elementi più piccoli mentre le regioni meno critiche utilizzano una discretizzazione più ampia.
In una prova comunicata nell’ambito di quel progetto, la riduzione degli elementi della mesh da circa 630.000 a 420.000 aveva diminuito del 40% il tempo di calcolo. Il dato non coincide con il risultato del Tech Challenge, ma descrive il tipo di lavoro compiuto da Oqton per bilanciare accuratezza e risorse computazionali.
Dal punto di vista societario, Oqton e 3DXpert sono passate sotto il controllo di Hubb Global Holdings dopo la decisione di 3D Systems di cedere le piattaforme software destinate all’impiego con macchine di produttori differenti. 3D Systems ha mantenuto una collaborazione strategica con Hubb Global Holdings e continua a integrare 3DXpert nelle proprie soluzioni per la stampa 3D metallica.
Un benchmark pensato per la produzione
Sridharan Hariharan, Global Vice President of Sales and Customer Success di Oqton, ha sottolineato che la competizione è stata costruita per separare gli strumenti ancora in fase di ricerca da quelli pronti per un uso produttivo. Secondo Oqton, la sua metodologia per prevedere e compensare le deformazioni dell’Inconel 718 ha soddisfatto meglio i requisiti della prova.
Il valore di un benchmark indipendente consiste nella possibilità di confrontare risultati ottenuti su una base comune. Nel mercato della simulazione additiva, ogni fornitore utilizza metodi numerici, procedure di calibrazione e strategie di semplificazione differenti. Senza geometrie condivise e misurazioni sperimentali è difficile stabilire quanto una previsione sia affidabile e ripetibile.
Anche il National Institute of Standards and Technology degli Stati Uniti ha sviluppato programmi di benchmark per studiare tensioni residue, deformazioni e microstruttura nella fusione laser a letto di polvere. Queste iniziative mostrano perché la disponibilità di dati misurati, parametri conosciuti e procedure di confronto sia necessaria per verificare i modelli.
Il ruolo delle aziende aerospaziali e della difesa
Il bando del Tech Challenge è stato formulato tenendo conto delle necessità dei principali produttori aerospaziali, energetici e della difesa collegati alle iniziative di ASTRO America e al programma AM Forward. Tra i gruppi indicati figurano Boeing, GE Aerospace, Lockheed Martin, Northrop Grumman, RTX e Siemens Energy.
Per queste aziende, una previsione più attendibile delle deformazioni può ridurre il numero di costruzioni sperimentali, facilitare la qualificazione dei componenti e migliorare la tracciabilità delle decisioni di processo. Il software, tuttavia, non elimina la necessità di controlli, prove sui materiali e validazione della macchina. Offre uno strumento per restringere il campo delle soluzioni possibili prima di impegnare risorse nella produzione fisica.
La capacità di generare una geometria compensata può essere utile anche ai fornitori di dimensioni inferiori che lavorano per aziende aerospaziali e della difesa. Questi operatori devono rispettare tolleranze, documentare il processo e mantenere risultati coerenti tra lotti differenti, pur disponendo di quantità limitate di materiale e ore macchina.
La rete industriale della Florida nord-occidentale
L’evento di Destin si inserisce nel programma con cui ASTRO America, Florida State University, InSPIRE e Triumph Gulf Coast intendono rafforzare le competenze della Florida nord-occidentale nei settori aerospaziale, difesa e manifattura avanzata. Al progetto partecipa anche Florida’s Great Northwest, organizzazione impegnata nello sviluppo economico regionale.
InSPIRE sta lavorando alla creazione di infrastrutture per ricerca applicata, produzione, prove aeronautiche e formazione nelle discipline scientifiche e ingegneristiche. Le attività comprendono programmi destinati alle scuole, collaborazione con ricercatori e imprese e sviluppo di competenze utilizzabili dalle aziende del territorio.
Durante lo showcase sono intervenuti rappresentanti di ASTRO America, InSPIRE, Florida State University Research e Triumph Gulf Coast. Il deputato statunitense Jimmy Patronis ha collegato gli investimenti nella produzione avanzata al rafforzamento della base industriale nazionale e alla creazione di opportunità professionali nella regione.
Che cosa indica la vittoria di Oqton
Il riconoscimento ottenuto da Oqton non risolve da solo il problema delle deformazioni nella stampa 3D metallica. Materiali, macchine e componenti differenti richiedono calibrazioni e verifiche dedicate. Il risultato dimostra però che la simulazione può essere valutata con criteri industriali, mettendo in relazione precisione numerica, facilità d’impiego, ripetibilità e costo operativo.
Per l’adozione della tecnologia LPBF, questo passaggio è rilevante. La produzione additiva non può dipendere da una lunga sequenza di tentativi ogni volta che viene introdotta una nuova geometria. La simulazione deve contribuire a prevedere il comportamento del pezzo, correggere il modello digitale e documentare le scelte compiute prima della stampa.
La vittoria nel programma ASTRO-InSPIRE offre a Oqton una validazione tecnica nel campo della compensazione delle deformazioni dell’Inconel 718. Per ASTRO America e InSPIRE, il challenge fornisce invece indicazioni sulle piattaforme che possono sostenere il passaggio dalla sperimentazione alla produzione qualificata di componenti destinati ad applicazioni industriali complesse.
Questo articolo è stato redatto con il supporto di strumenti di intelligenza artificiale (AI)
