Il meglio dei due mondi: quando la produzione additiva non è la stampa 3D e viceversa?
“La finitura superficiale è direttamente correlata alla lavorazione con utensili.”
A volte è difficile disegnare la linea su ciò che è e cosa non è la stampa 3D. Prendi le tecnologie LOM e poi Mcor, entrambe descritte come stampa 3D, ma se una definizione comune di quel termine è “un processo che produce geometrie aggiungendo materiale strato per strato”, le tecnologie di laminazione del foglio possono iniziare aggiungendo strati, ma la geometria viene creato sottraendo materiale.
La definizione e la categorizzazione delle tecnologie possono essere disordinate, ma nel grande schema delle cose tutto ciò che conta è che le parti siano adatte allo scopo. Ultima Forma è una società di formatura di metalli che è nata dalla Queen Mary University di Londra nel 2017 con un nuovo processo di elettrodeposizione che descrive come produzione di additivi metallici, ma abbastanza diversa dalla stampa 3D.
La tecnologia di Ultima Forma deposita il metallo atomo per atomo su una superficie per creare componenti leggeri, ad alte prestazioni, multifunzionali e dalla forma complessa. Sebbene quella tecnologia potrebbe non essere la stampa 3D secondo le definizioni più rigorose, Ultima Forma esegue una miscela di cera-PLA attraverso una macchina FFF TRILAB DeltiQ 2 delta style, per la maggior parte dei suoi strumenti.
A differenza di molti processi di produzione che utilizzano una cera come la stampa 3D per gli utensili, gli utensili di Ultima Forma non sono sempre sacrificali, il processo di elettrodeposizione di Ultima Forma fa crescere le parti in serbatoi causando basse sollecitazioni residue. La finitura superficiale è direttamente correlata all’utensileria poiché il processo atomo per atomo si deposita direttamente sulla superficie dell’utensileria. Non sono necessarie presse di grandi dimensioni o utensili riscaldati e l’intera parte viene prodotta contemporaneamente, dall’interno alla finitura superficiale esterna.
In qualità di membro dell’incubatore di imprese dell’Agenzia spaziale europea ad Harwell, un’area di interesse per Ultima Forma è la sostituzione degli assemblaggi metallici nei satelliti con una parte multifunzionale integrata, riducendo il peso e il tempo di assemblaggio.
In genere, i metalli di transizione e i metalli nobili vengono utilizzati per “far crescere” le parti, per cui il controllo della microstruttura Ultima Forma può creare proprietà avanzate che possono essere variate in una singola parte. Le parti non sono leghe, ma laminati di materiali dissimili. Controllando la disposizione di materiali dissimili, le proprietà dei materiali formati possono essere variate su intervalli relativamente ampi rispetto alle leghe metalliche convenzionali.
Questa innovazione consente di adattare le proprietà del materiale al design meccanico specifico. Le proprietà del materiale possono essere variate all’interno di un componente per produrre componenti multifunzionali come un’unica entità senza la necessità di unire o assemblare materiali dissimili insieme. L’aumento della resistenza specifica costituisce spesso un vantaggio e, controllando le proprietà locali, offre un vantaggio notevole per le applicazioni di ingegneria avanzata.
Le proprietà atermiche sono possibili poiché la microstruttura non si rompe fino a 600 ° C rendendo le parti adatte per applicazioni ad alta temperatura. Per ogni componente Ultima Forma è in grado di adattare la soluzione chimica ed elettrica alla progettazione di ogni parte e alle specifiche dell’utente. Il processo di produzione additiva di elettroformatura consente a Ultima Forma di far crescere strutture metalliche su materiali dissimili purché possano resistere a soluzioni acide. Per esempio; ceramiche, polimeri, compositi e raccordi metallici preformati, consentendo di formare componenti e assemblaggi ibridi in un’unica struttura.
Altri metalli possono essere coltivati con prove di processo di pre-condizionamento separate in corso e Ultima Forma sta lavorando con la QueenMary University di Londra per comprendere i limiti dei polimeri stampati in 3D per gli utensili, in particolare studiando i limiti di tolleranze e caratteristiche topologiche per informare le linee guida di progettazione.
