Gravity Pull Systems ha presentato una nuova generazione di PAAM, Personal AM Assistant, un software destinato all’analisi e all’ottimizzazione dei percorsi laser impiegati nella produzione additiva metallica a letto di polvere.
La piattaforma è stata sviluppata per i sistemi PBF-LB, Powder Bed Fusion – Laser Beam, indicati anche con la sigla LPBF. In queste macchine uno o più laser fondono selettivamente la polvere metallica, strato dopo strato, seguendo una serie di vettori definiti dal software di preparazione della costruzione.
PAAM interviene proprio su questa parte del processo. Il programma esamina i file generati dallo slicer e dal build processor, individua configurazioni potenzialmente problematiche e può applicare modifiche ai percorsi di scansione e ai parametri associati prima che la produzione abbia inizio.
L’obiettivo non è soltanto diminuire il tempo di stampa, ma rendere più prevedibile il comportamento della macchina, ridurre le prove fisiche e valutare in anticipo gli effetti che una modifica potrebbe avere sulla qualità e sulla qualificazione del componente.
Il percorso del laser non è un dettaglio secondario
Nella stampa 3D in metallo non basta stabilire la potenza del laser, la velocità di scansione e lo spessore dello strato. Conta anche il modo in cui il fascio si muove sulla superficie: lunghezza e direzione dei vettori, ordine di esposizione delle aree, sovrapposizioni, interruzioni, salti e ripartizione del lavoro tra laser diversi.
Due parti realizzate con lo stesso materiale e con parametri nominalmente identici possono comportarsi in modo differente se cambia la strategia di scansione. La geometria modifica infatti la distribuzione del calore, la permanenza dell’energia in una determinata zona e le condizioni nelle quali il bagno di fusione si forma e solidifica.
I vettori molto corti, per esempio, possono rendere difficile mantenere stabile il processo. Il laser dispone di meno spazio per accelerare, raggiungere la velocità prevista e decelerare. Se la strategia non tiene conto di questo comportamento, l’energia depositata localmente può differire da quella attesa.
Anche una sovrapposizione non necessaria dei percorsi, definita overscanning, può aumentare il calore immesso in alcune aree e allungare il ciclo senza produrre un vantaggio proporzionale. Nelle geometrie sottili, nei raccordi, nelle zone vicine ai supporti e nei canali interni, questi effetti diventano più difficili da valutare attraverso una semplice osservazione del modello tridimensionale.
Secondo Gravity Pull Systems, PAAM rende questi fenomeni misurabili attraverso l’analisi dei file di costruzione e li collega alle singole regioni del componente. Il produttore dichiara che l’elaborazione può essere completata in pochi minuti anche per parti complesse.
Dall’individuazione del rischio alla correzione del file
La nuova versione di PAAM non si limita a presentare statistiche sul percorso laser. Il software può intervenire sui problemi individuati applicando correzioni controllate al toolpath e ai parametri di processo.
Tra le funzioni indicate da Gravity Pull Systems figurano:
- riduzione delle condizioni associate alla mancanza di fusione;
- individuazione e correzione dei vettori di scansione troppo corti;
- controllo dell’esposizione energetica nelle singole regioni;
- analisi delle geometrie sensibili alla direzione del flusso del gas;
- ottimizzazione delle strategie utilizzate sulle macchine multilaser;
- applicazione di strategie diverse a specifiche zone del componente;
- confronto tra impostazioni orientate alla qualità, alla produttività o al contenimento dei costi.
È importante precisare che il software non può osservare una porosità già presente nel pezzo, perché l’analisi avviene prima della costruzione. PAAM identifica invece caratteristiche del percorso laser e combinazioni di parametri che possono aumentare il rischio di porosità o di mancata fusione.
Il sistema può così segnalare una zona nella quale l’energia risulta insufficiente, eccessiva o distribuita in modo poco uniforme. A seconda della configurazione utilizzata, il programma può proporre una modifica oppure generare un percorso corretto da trasferire nel flusso di preparazione della stampa.
Il rapporto tra geometria ed energia
Uno degli aspetti più interessanti è la possibilità di differenziare le strategie all’interno dello stesso componente. Una parte metallica non deve necessariamente essere trattata come un volume uniforme.
Una parete sottile può richiedere una distribuzione dell’energia diversa rispetto a un nucleo massiccio. Una superficie esterna potrebbe essere ottimizzata per ottenere una migliore finitura, mentre una zona interna potrebbe privilegiare produttività e densità. Le aree sottoposte a maggiori carichi meccanici possono essere associate a impostazioni differenti rispetto alle regioni meno sollecitate.
PAAM permette di collegare le regolazioni alle zone definite nel file CAD e di modificare percorso e parametri in base agli obiettivi assegnati. Questa impostazione consente di cercare un compromesso più preciso fra qualità, tempo macchina e costo, evitando di applicare la soluzione più conservativa a tutto il componente.
L’approccio rientra in una tendenza più ampia della produzione additiva metallica: passare da ricette generali associate alla coppia macchina-materiale a strategie costruite sulla geometria e sull’applicazione. Materialise, che lavora anch’essa su strumenti di toolpath engineering, sottolinea come il controllo locale dell’energia possa contribuire a gestire pareti sottili, gradienti termici, difetti microstrutturali e distribuzione del lavoro nei sistemi con più laser.
Il problema del flusso del gas
Durante il processo PBF-LB un flusso di gas inerte attraversa la camera di costruzione e contribuisce ad allontanare fumi, particelle e residui generati dall’interazione tra laser e polvere.
La posizione di una geometria, la direzione dei vettori e la sequenza con la quale vengono esposte le diverse aree possono influenzare il modo in cui questi residui attraversano il piano di lavoro. Una zona collocata a valle del flusso potrebbe essere esposta a condizioni diverse rispetto a una zona vicina all’ingresso del gas.
Il problema diventa più complesso quando più parti sono collocate sulla stessa piattaforma oppure quando sono presenti componenti di grandi dimensioni. PAAM analizza le caratteristiche sensibili al flusso e può correggere i percorsi che rischiano di peggiorare le condizioni locali di fusione.
Questa funzione non sostituisce la corretta manutenzione della macchina o l’analisi fluidodinamica della camera, ma aggiunge un controllo preventivo legato allo specifico file di costruzione.
Coordinare le macchine con più laser
I sistemi PBF-LB di grande formato utilizzano due, quattro o più laser per suddividere la piattaforma e accorciare i tempi produttivi. Questa architettura aumenta la capacità della macchina, ma introduce nuove variabili.
Occorre stabilire quale laser debba lavorare in ciascuna area, come gestire le zone di sovrapposizione e come impedire che due fasci interferiscano o concentrino una quantità eccessiva di energia nello stesso punto. Una ripartizione poco equilibrata può inoltre lasciare un laser sottoutilizzato mentre un altro completa una sequenza più lunga.
PAAM valuta le interazioni multilaser e permette di modificare la strategia di scansione per bilanciare meglio il lavoro. Il vantaggio potenziale riguarda sia il tempo di costruzione sia l’uniformità del processo nelle aree di confine tra i campi di lavoro.
Gravity Pull Systems indica che il software è stato integrato con flussi collegati alle tecnologie di EOS, Nikon SLM Solutions, Aconity3D e Materialise. Sul proprio sito specifica anche il supporto standard ai formati macchina EOS e SLM, oltre al formato neutro CLI, mentre altri formati possono essere gestiti attraverso interfacce dedicate.
Un’ottimizzazione che non richiede grandi archivi di dati
Gravity Pull Systems descrive PAAM come una soluzione basata su conoscenze di processo e algoritmi incorporati nel software. A differenza di alcuni sistemi di intelligenza artificiale addestrati sui dati storici di una determinata fabbrica, PAAM non richiede necessariamente un grande archivio di costruzioni precedenti o una fase di addestramento specifica per il cliente.
Questo non significa che il software possa prescindere dalla conoscenza della macchina, del materiale e dei parametri utilizzati. Significa che l’analisi iniziale si basa su regole fisiche, caratteristiche geometriche, statistiche estratte dai vettori e modelli di ottimizzazione già integrati nella piattaforma.
Il sistema può quindi essere applicato anche quando un’azienda non dispone di migliaia di costruzioni documentate. Resta comunque necessaria la validazione del risultato sulla specifica combinazione fra macchina, lega, geometria e trattamento successivo.
Perché la qualificazione è parte del problema
Nei settori aerospaziale, medicale ed energetico una modifica apparentemente limitata può avere conseguenze sulla qualificazione del processo. L’aggiornamento di un build processor, il passaggio a una nuova versione del software, la modifica dei parametri o la sostituzione di una strategia di scansione possono richiedere nuove prove e documentazione.
PAAM è stato progettato anche per confrontare i file e valutare dove una modifica interviene effettivamente sul processo. Questo può aiutare il produttore a comprendere se il cambiamento interessa zone critiche, prestazioni locali, tempo di costruzione o distribuzione dell’energia.
Il software non certifica automaticamente il componente e non elimina la necessità delle prove previste dalle procedure aziendali o dalle norme applicabili. Può però fornire dati più strutturati per decidere quali verifiche eseguire e per documentare il motivo di una modifica.
Gravity Pull Systems ha lavorato anche con Amiquam su un progetto che abbina PAAM al monitoraggio in situ mediante correnti parassite. L’obiettivo è collegare il rilevamento delle discontinuità durante la costruzione con l’adattamento dei parametri e dei percorsi laser, creando una registrazione digitale utilizzabile nei processi di controllo e qualificazione. I primi risultati sono stati presentati a RAPID + TCT 2026, ma il progetto rimane un’attività di validazione e non equivale alla sostituzione generalizzata di tomografia e prove distruttive.
La collaborazione con Oerlikon AM
PAAM è stato concesso in licenza a Oerlikon AM ed è stato valutato su applicazioni industriali aerospaziali. Mikkel Pedersen, Head of R&D di Oerlikon, ha spiegato che il software ha permesso di individuare l’origine di difetti osservati su un componente complesso dopo diverse settimane di prove convenzionali. I dati estratti dai file sono stati utilizzati anche per definire metriche di qualità coerenti con le esigenze dell’applicazione.
Si tratta di un riferimento industriale significativo, anche se Gravity Pull Systems non ha pubblicato dati completi sul componente, sulla lega utilizzata, sul numero di costruzioni evitate o sulla riduzione percentuale degli scarti. Per valutare il vantaggio economico in un impianto specifico sarà quindi necessario confrontare i risultati con i tempi e i costi del processo già in uso.
Benchmark su componenti reali
Gravity Pull Systems sta offrendo una serie selezionata di progetti denominati PAAM Diagnostic Benchmark. L’analisi viene applicata a un componente ricorrente o soggetto a qualificazione per individuare rischi del toolpath, inefficienze nei tempi di costruzione, possibili conseguenze sulla riqualificazione e fonti di perdita del margine produttivo.
Questa modalità può risultare utile per service di stampa 3D e produttori che vogliono valutare il software senza modificare subito l’intero flusso di lavoro. Utilizzare un componente già conosciuto permette infatti di confrontare le indicazioni di PAAM con difetti, tempi macchina e costi realmente registrati.
Il produttore propone anche versioni cloud e installabili presso il cliente. Il sito riporta un piano gratuito con funzioni limitate, un livello Analyzer per l’analisi statistica e l’ottimizzazione dei tempi e una versione Premium che comprende le correzioni automatiche e l’esportazione dei percorsi modificati. È disponibile inoltre un’API per integrare il motore di PAAM in altre applicazioni.
Ridurre il numero di decisioni affidate all’esperienza individuale
Nella produzione additiva metallica una parte importante della preparazione dipende ancora dalle competenze del singolo tecnico. Gli esperti imparano a riconoscere geometrie critiche, vettori problematici e combinazioni di parametri poco affidabili, ma questa conoscenza non è sempre formalizzata o facilmente trasferibile.
PAAM cerca di trasformare una parte di tale esperienza in un processo ripetibile. L’operatore continua a controllare gli obiettivi e a validare il risultato, mentre il software esegue l’analisi sistematica di migliaia o milioni di vettori che sarebbe difficile affrontare manualmente.
Il valore della piattaforma dipenderà dalla capacità di dimostrare che le correzioni producono risultati coerenti su materiali, macchine e geometrie differenti. La direzione scelta da Gravity Pull Systems è però chiara: intervenire sul file di costruzione prima di impegnare polvere, macchina e ore di produzione, portando l’analisi del percorso laser al centro della preparazione del processo.
