Secondo SmarTech Analysis , lo scorso anno le leghe di alluminio hanno rappresentato quasi il 10% del contenuto di metallo stampato in 3D, portando a una crescita del 43% nelle spedizioni di polvere di alluminio. Ciò è dovuto sia ai progressi tecnologici realizzati nella stampa 3D in alluminio sia all’utilità del materiale, che offre notevoli caratteristiche di leggerezza a una frazione del costo del titanio. Con l’espandersi del mercato, l’alluminio è cresciuto oltre le applicazioni aerospaziali e viene sempre più adottato dal mercato automobilistico.
Tuttavia, l’alluminio AM è stato il dominio delle tecnologie laser di fusione a letto di polvere (PBF), con deposito diretto di energia (DED) di alluminio tipicamente utilizzato per la ricerca di materiali e l’esplorazione della stampa di grandi parti strutturali aerospaziali. In particolare, il DED in polvere, rispetto al filo DED, ha svolto un ruolo meno significativo nella stampa dell’alluminio.
Un blocco di lega di alluminio depositato con LENS DED (a sinistra). Optomec evidenzia “la finitura superficiale molto liscia. Microfotografia ottica di campione lucidato e non prelevato dallo stesso blocco ”(a destra) e“ la bassa frazione di porosità del gas (cerchi) misurata a ~ 0,1% usando l’analisi dell’immagine con soglia della scala dei grigi.
Optomec, leader del DED in polvere, punta a cambiare ciò annunciando l’uso dei suoi sistemi DENS LENS per la stampa e la riparazione di parti in alluminio. Questo nuovo materiale completa ora il portafoglio di materiali esistenti di Optomec, che comprende acciai, titanio, nichel e rame.
La società suggerisce che il suo processo LENS può essere utilizzato per stampare o riparare parti per i settori del trasporto e aerospaziale, con il suo sistema a cinque assi simultaneo in grado di farlo senza strutture di supporto. Per garantire una deposizione stabile dell’alluminio, la stampa avviene in atmosfera di gas argon con bassi livelli di ossigeno e umidità.
David Otazu, ingegnere applicativo LENS, ha dichiarato: “I nostri ingegneri hanno sviluppato parametri di processo per le leghe di alluminio per fornire un’eccellente finitura superficiale, elevati tassi di deposizione e una densità del 99,9%”.
All’interno del settore aerospaziale, dove DED e alluminio per AM sono entrambi i più rappresentati, il DED è ampiamente esplorato per l’uso nella produzione di componenti di fusoliera e pale di turbina di forma quasi netta di grandi dimensioni, in cui il DED a filo è solitamente più vantaggioso e per la riparazione o aggiungendo funzionalità a parti esistenti, dove DED in polvere è più vantaggioso.
Per quanto riguarda lo spazio automobilistico (che SmarTech stima a $ 9 miliardi per AM entro il 2029), si prevede che l’alluminio, nonché acciai leggeri e compositi, saranno sempre più utilizzati per ridurre la densità dei veicoli al fine di ridurre le emissioni, anche se questo è stato compensato da un numero sempre maggiore di veicoli. La stampa dell’alluminio è già utilizzata per la prototipazione nel settore; tuttavia, ciò avviene principalmente tramite PBF, con getti di legante metallico all’orizzonte. PBF è stato utilizzato in grado di produrre parti impressionanti per l’uso finale , grazie alla capacità di DED di produrre pezzi grandi, quasi a forma di rete, finora è stato limitato agli utensili.
Mentre Optomec suggerisce che i suoi sistemi LENS possono elaborare “qualsiasi” lega di alluminio, elenca specificamente la lega di alluminio 4047 sul suo sito. Al4047 è in genere una lega per brasatura o stucco composta dall’11 al 13 percento di silicio, spesso utilizzata per le riparazioni nel settore aerospaziale e automobilistico. Quindi, non sarebbe sorprendente se i clienti dell’azienda stessero cercando di usarlo per questi scopi.
Se la tecnologia è in grado di gestire una vasta gamma di leghe di alluminio, è probabile che le applicazioni possano espandersi oltre la riparazione e gli utensili. Quest’ultimo sviluppo di materiali segue la qualificazione del rame per la stampa con la tecnologia LENS di Optomec, fa parte della crescita progressiva complessiva dell’azienda, che include l’ acquisizione di Huffman (che lo porta ulteriormente nei mercati aerospaziale ed energetico).
