Il fornitore di servizi Burgmaier AM presenta l’acciaio da cementazione 16MnCr5
A metà del 2020, il fornitore di servizi di sviluppo e produzione Burgmaier AM ha lanciato il nuovo acciaio da cementazione qualificato 16MnCr5. Il materiale è caratterizzato da un’ampia gamma di applicazioni. La nuova gamma di materiali ha aperto la porta per Burgmaier a un produttore automobilistico leader che sta sostituendo la produzione convenzionale di prototipi in acciaio con la produzione additiva in 16MnCr5, spiega l’azienda in un comunicato stampa.
Come spiega l’azienda, le aziende manifatturiere utilizzano da molti anni la produzione additiva per i prototipi, poiché la tecnologia consente tempi di consegna rapidi e la produzione simultanea di diverse varianti. Inoltre, i prototipi richiedono parametri meccanici comparabili per la successiva produzione in serie.
“I materiali non disponibili hanno limitato le aree di applicazione dell’AM nel settore dell’acciaio. Con 16MnCr5 stiamo spingendo i limiti di ciò che prima era fattibile “, riferisce Ken Krauß, responsabile della produzione additiva di Burgmaier. 16MnCr5 è molto diffuso nella produzione in serie – Burgmaier raggiunge anche le caratteristiche meccaniche del materiale fornito convenzionalmente con prototipi prodotti additivamente in questo materiale. Inoltre, 16MnCr5 può giocare la sua carta vincente in termini di flessibilità: con vari trattamenti termici, le proprietà meccaniche dei componenti AM possono essere regolate in modo flessibile e quindi mappare i requisiti delle diverse leghe di acciaio.
La progettazione olistica del processo consente aree di applicazione flessibili
Nel caso dei prototipi di automobili, Burgmaier AM ha progettato diverse catene di processo per le rispettive parti del cliente. Nel pre-processo, la preparazione del lavoro prima della produzione effettiva, gli esperti di applicazioni di Burgmaier registrano le proprietà richieste e determinano le fasi di processo necessarie e la loro sequenza. È necessaria una visione olistica del processo: anche nel pre-processo, Burgmaier e il cliente coordinano la geometria del componente per quanto riguarda le fasi a valle, in-process e post-process. I salti di volume ridotti riducono le crepe da distorsione e la delaminazione tra gli strati. Nel caso di pezzi a forma libera, la situazione di bloccaggio deve essere mappata per la lavorazione finale di precisione e devono essere presi in considerazione i sovrametalli.
Durante il processo, un SLM 280 2.0 con doppio laser produce i componenti con uno spessore dello strato di 50 µm. Anche nello stato assemblato, il materiale mostra la sua caratteristica struttura a grana fine, che porta a proprietà meccaniche superiori rispetto al materiale fornito convenzionalmente. Le differenze strutturali che si verificano localmente possono essere sviluppate in una struttura omogenea attraverso il trattamento termico. Il trattamento termico riduce anche la distorsione termica che si verifica.
La flessibilità di 16MnCr5 è evidente nella vasta gamma di opzioni nel post-processo. Vari processi e cicli di trattamento termico regolano in modo specifico le proprietà dei prototipi. Se i componenti devono avere una superficie particolarmente dura, è possibile utilizzare un valore caratteristico superiore a 60 HRCpuò essere raggiunto – con un nucleo duro allo stesso tempo. “Per altri componenti, il nostro cliente necessita di proprietà meccaniche speciali per il punto di snervamento, allungamento a rottura o resistenza alla trazione”, afferma Krauss. Per il materiale di serie acciaio strutturale S355, un trattamento termico specifico porta ad una struttura omogenea a grana grossa con un limite di snervamento Rp0.2 di 378 MPa. In un altro prototipo, il materiale di serie è l’acciaio strutturale a grana fine S420MC. Il trattamento termico studiato per questo consente di ottenere una struttura omogenea a grana fine con un allungamento a rottura A del 23%. Un processo di lavorazione CNC di precisione finale porta i prototipi a misura nei punti necessari. Burgmaier può contare su decenni di esperienza nella produzione in serie sottrattiva.
