Colibrium Additive, azienda del gruppo GE Aerospace specializzata nella produzione additiva metallica, ha annunciato la disponibilità commerciale del sistema M Line 4 x 1 kW per materiali non reattivi. Il nuovo modello nasce come evoluzione della piattaforma M Line 4 x 400 W e punta ad aumentare produttività e convenienza economica nella realizzazione di componenti complessi destinati a settori regolamentati come aerospazio e difesa.
L’obiettivo dichiarato è offrire ai produttori un percorso più efficiente per passare dalla prototipazione alla vera produzione in serie, mantenendo il controllo su qualità, tracciabilità e ripetibilità delle parti.
Quattro laser da 1 kW: più potenza sullo stesso volume di costruzione
Il cuore della nuova configurazione è un set di quattro laser in fibra da 1 kW ciascuno, che porta la potenza installata a un valore circa 2,5 volte superiore rispetto alla versione M Line con quattro laser da 400 W.
Il sistema offre un volume di costruzione di 500 x 500 x 400 mm (x, y, z), pensato per componenti strutturali di dimensioni medio-grandi, tipici di:
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staffaggi e staffe strutturali per aerostrutture
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componenti per motori e turbine a gas
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parti di sistemi di difesa con geometrie interne complesse
La combinazione tra grande piattaforma e alta potenza laser rende possibile lavorare con spessori di strato compresi, in base ai parametri, tra 20 e 100 µm, con velocità di scansione fino a 5 m/s, a supporto sia di strategie orientate alla qualità superficiale sia alla produttività oraria.
Qualità dove serve, velocità dove conviene
Colibrium Additive sottolinea che la configurazione a 4 x 1 kW non punta soltanto ad aumentare il volume di materiale fuso nell’unità di tempo, ma a combinare aree di alta qualità e aree ad alta produttività all’interno dello stesso componente.
In pratica, il sistema consente di:
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applicare strategie laser più fini e conservative nelle zone critiche (per esempio interfacce di montaggio, superfici soggette ad alto carico o sealing)
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usare strategie più aggressive – con scan speed più elevata e layer maggiori – nelle regioni meno sollecitate o con requisiti superficiali meno stringenti
Questa flessibilità mira a bilanciare:
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tempo ciclo complessivo della parte
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costo per pezzo
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conformità ai requisiti di qualifica (aerospazio, difesa e settori ad alta regolamentazione)
Architettura modulare: LPS e MHS separati per ridurre i tempi morti
Come il resto della famiglia M Line, anche la versione 4 x 1 kW sfrutta una architettura modulare che separa in modo netto:
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il modulo Laser Processing System (LPS), dove avviene la fusione del letto di polvere
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la Material Handling Station (MHS), dedicata alla gestione dei moduli polvere, al recupero e al riciclo del materiale non fuso
Questa separazione fisica permette di:
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spostare il modulo di costruzione, chiuso e inertizzato, nella MHS a fine job
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eseguire depowdering, set-up del job successivo, setaccio della polvere e caricamento di nuovi moduli mentre un altro lavoro è già in stampa sul LPS
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ridurre in modo significativo i tempi di fermo dovuti a operazioni manuali come il caricamento polvere o lo scarico delle parti
Il ciclo polvere è completamente integrato nella MHS e opera in atmosfera inerte (azoto o argon), con:
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movimentazione della polvere tramite lance di aspirazione
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stazione di setaccio integrata per recupero e ricondizionamento
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gestione a moduli chiusi per limitare il contatto diretto dell’operatore con la polvere metallica
Oltre a contribuire alla continuità produttiva, questa soluzione punta a migliorare sicurezza, igiene industriale e stabilità delle proprietà della polvere nel tempo (riduzione dell’ossidazione e dell’umidità).
Materiali supportati e focus sui metalli non reattivi
Al momento del lancio, Colibrium specifica che la configurazione M Line 4 x 1 kW per materiali non reattivi è parametrizzata per leghe di cobalto-cromo (CoCr) e superleghe di nichel come Inconel 718.
La piattaforma M Line, considerata nel suo insieme, dispone di un portafoglio materiali più ampio, che include:
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superleghe di nichel (Ni718, Ni625)
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leghe di cobalto-cromo (CoCrMo, CoCrW)
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leghe di alluminio (A205)
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acciai inossidabili (316L, 17-4PH)
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acciai per utensili (H13, M300)
Per la variante 4 x 1 kW, l’attenzione è sulla produzione su larga scala in leghe non reattive, dove l’aumento di potenza laser e di produttività non introduce le complessità tipiche della gestione di titanio e altre leghe altamente reattive. È plausibile che in futuro vengano qualificati parametri dedicati anche per questi materiali, ma al lancio il focus è su leghe di nichel e cobalto-cromo, molto diffuse in aerospazio, energia e difesa.
Trasferibilità dei parametri dalla M2 Series 5 e dalla M Line 4 x 400 W
Un aspetto importante per gli utenti già inseriti nell’ecosistema Colibrium è la trasferibilità dei parametri di processo.
La documentazione tecnica dell’azienda evidenzia che:
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i parametri sviluppati sulla M2 Series 5 possono essere trasferiti e adattati alla M Line
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la configurazione 4 x 1 kW mantiene la compatibilità con i parametri esistenti della M Line 4 x 400 W, riducendo il lavoro di riqualifica quando si migra a una macchina con maggiore produttività
Per i produttori, questo si traduce in:
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minor tempo e costo di sviluppo processo nel passaggio da macchine più piccole (M2) a piattaforme di produzione (M Line)
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possibilità di scalare la produzione mantenendo gli stessi materiali, gli stessi requisiti di qualità e un comportamento di processo simile
Monitoraggio di processo e controllo qualità integrato
Il sistema M Line integra diversi moduli di quality monitoring (QM) e strumenti software dedicati alla produzione in serie:
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QM Live View per la visione in tempo reale del letto di polvere e dell’area di fusione
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QM Atmosphere per il controllo dei parametri dell’atmosfera di processo (livello di ossigeno, flusso gas, temperatura)
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QM Meltpool per l’analisi del segnale di fusione
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Powder Bed Monitoring per l’ispezione automatica dei layer
Il controllo è centralizzato tramite la piattaforma software CL WRX 3, che supporta:
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pianificazione e schedulazione dei job
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monitoraggio dello stato delle macchine
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gestione basata su ruoli per operatori, programmatori e responsabili di produzione
Per i settori regolamentati questo insieme di strumenti facilita la tracciabilità dei dati di processo, elemento chiave in ambito certificazioni (per esempio per applicazioni aeronautiche o difesa).
Sicurezza, dimensioni di impianto e integrazione in linee produttive
La brochure tecnica della M Line evidenzia diversi accorgimenti pensati per installazioni industriali multi-macchina:
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sistemi di rilevazione automatica dei rischi EHS
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livelli di sicurezza laser adatti a operazione automatica (T1)
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sistema di coperchi automatici per i moduli di costruzione e polvere
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filtri integrati con ampia superficie filtrante per la gestione delle polveri metallurgiche
Le dimensioni di LPS e MHS (con pesi complessivi dell’ordine di decine di tonnellate) indicano chiaramente che la M Line 4 x 1 kW è pensata come macchina di produzione da pavimento industriale, da integrare in:
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celle automatizzate con robot di movimentazione moduli
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linee con sistemi di post-processing (rimozione supporti, trattamento termico, lavorazioni CNC)
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layout con più LPS serviti da una o più MHS condivise
In questo contesto, la nuova configurazione 4 x 1 kW si posiziona come soluzione per linee di produzione ad alto throughput dove il collo di bottiglia è il tempo macchina di fusione.
Posizionamento della M Line 4 x 1 kW nella strategia Colibrium Additive
All’interno del portafoglio Colibrium, la M Line 4 x 1 kW affianca:
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la M2 Series 5, più compatta e adatta a sviluppo processo, job misti e lotti più contenuti
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la X Line 2000R, pensata per grandi volumi e geometrie molto estese
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la famiglia Mlab, orientata a componenti di piccole dimensioni e alla prototipazione avanzata
La M Line si pone quindi come piattaforma ponte tra sviluppo e produzione in serie:
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consente di portare in produzione geometrie sviluppate su M2 Series 5
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offre, nella variante 4 x 1 kW, un gradino di produttività aggiuntivo mantenendo compatibilità materiale e continuità di processo
Per gli utilizzatori finali – in particolare aerospazio e difesa – questo approccio riduce il rischio e il tempo necessari a passare da qualche decina a qualche migliaio di pezzi all’anno, mantenendo requisiti di qualità elevati.
