La produzione additiva entra nella linea Ingeavor
L’azienda giapponese Sugiyama Co., Ltd. ha utilizzato la tecnologia ColdMetalFusion, sviluppata dalla società tedesca Headmade Materials GmbH, per fabbricare componenti metallici destinati a mazze da golf. Il progetto riguarda un putter e un ferro della linea Ingeavor, presentati come i primi bastoni da golf realizzati in Giappone attraverso questo specifico processo di produzione additiva.
I due modelli sono stati mostrati al Japan Golf Fair di Yokohama, una delle principali manifestazioni asiatiche dedicate alle attrezzature, ai materiali e alle tecnologie per il golf. La partecipazione all’evento ha consentito a Sugiyama di presentare non soltanto il prodotto finale, ma anche una modalità produttiva diversa rispetto alla tradizionale forgiatura, alla fusione a cera persa e alla lavorazione meccanica dal pieno.
Secondo quanto comunicato da Yuichi Sugiyama, presidente e direttore di Sugiyama Co., Ltd., l’azienda è stata la prima realtà giapponese ad adottare ColdMetalFusion. L’applicazione alle mazze da golf rappresenta quindi un primo caso dimostrativo per valutare come il processo possa essere impiegato nella produzione di articoli sportivi metallici caratterizzati da geometrie complesse, distribuzioni di massa controllate e volumi produttivi superiori a quelli tipici della prototipazione.
Che cos’è ColdMetalFusion
ColdMetalFusion è un processo di produzione additiva metallica basato sulla sinterizzazione. A differenza dei sistemi a fusione laser o a fascio di elettroni, il metallo non viene completamente fuso durante la fase di stampa. Il processo utilizza invece un materiale composto da polvere metallica incorporata in un legante polimerico sviluppato da Headmade Materials GmbH.
Questo materiale viene trasformato in un microgranulato compatibile con macchine normalmente impiegate per la sinterizzazione laser selettiva dei polimeri. Durante la stampa, il laser riscalda selettivamente il legante, aggregando le particelle e costruendo un componente provvisorio chiamato “green part”. Il pezzo contiene già la geometria finale, ma non possiede ancora la densità e le proprietà meccaniche del metallo consolidato.
Dopo la stampa, il green part viene separato dalla polvere circostante, pulito e sottoposto a una fase di rimozione del legante. Il componente viene quindi inserito in un forno di sinterizzazione, dove le particelle metalliche si uniscono attraverso un trattamento termico controllato. Al termine del ciclo si ottiene un pezzo metallico denso, che può essere sottoposto a lavorazioni di finitura, lucidatura, fresatura o altri trattamenti superficiali.
ColdMetalFusion combina quindi quattro tecnologie già presenti nell’industria: la stampa 3D SLS, la preparazione di feedstock metallici, la rimozione del legante e la sinterizzazione tipica della metallurgia delle polveri. L’elemento specifico sviluppato da Headmade Materials è il sistema di legante e microgranulato che consente di lavorare elevate percentuali di polvere metallica su piattaforme nate per i materiali polimerici.
Perché una mazza da golf è adatta alla produzione additiva
La testa di una mazza da golf è un componente nel quale forma, massa, posizione del baricentro e momento d’inerzia influenzano il comportamento durante il colpo. Piccole modifiche nella distribuzione del materiale possono cambiare la stabilità della testa, la sensazione percepita dal giocatore e il modo in cui la faccia entra in contatto con la pallina.
Nei putter, il progettista cerca spesso di spostare una parte della massa verso il perimetro della testa. Questa distribuzione può aumentare il momento d’inerzia e ridurre la rotazione del putter quando il contatto con la pallina non avviene esattamente al centro della faccia. La produzione additiva consente di introdurre cavità, reticoli interni, nervature e zone alleggerite senza dover assemblare numerosi elementi separati.
Nei ferri, la geometria interna può essere utilizzata per modificare il baricentro e distribuire la massa tra suola, faccia, tallone e punta. Un componente stampato in 3D può includere strutture che sarebbero difficili da ottenere mediante forgiatura o lavorazione meccanica tradizionale, soprattutto quando devono essere realizzate all’interno della testa.
L’obiettivo non consiste necessariamente nel ridurre al minimo il peso complessivo. Nel golf, la massa totale deve rimanere all’interno di intervalli adatti alla categoria della mazza e alle preferenze del giocatore. La produzione additiva permette piuttosto di togliere materiale in alcune aree e concentrarlo in altre, mantenendo il peso desiderato ma modificandone la distribuzione.
Il putter Ingeavor realizzato da Sugiyama
Il putter presentato da Sugiyama mostra una struttura articolata, con parti alleggerite e volumi distribuiti lungo il perimetro. Una configurazione di questo tipo può essere progettata per aumentare la stabilità durante il movimento e mantenere la faccia maggiormente orientata verso il bersaglio nei colpi non perfettamente centrati.
La stampa 3D permette inoltre di modificare rapidamente parametri come larghezza, lunghezza, spessore della faccia e posizione delle masse. Sugiyama potrebbe quindi utilizzare la stessa piattaforma produttiva per sviluppare varianti destinate a differenti stili di gioco, senza realizzare per ogni configurazione una nuova attrezzatura di stampaggio o fusione.
Nel caso di un putter, la personalizzazione può riguardare anche la posizione dell’attacco dello shaft, l’angolo del collo, il bilanciamento della testa e la geometria delle linee di allineamento. Queste modifiche possono essere introdotte direttamente nel modello digitale, a condizione che il componente venga successivamente qualificato e che il processo di sinterizzazione mantenga le dimensioni entro le tolleranze previste.
La possibilità di produrre piccoli lotti consente inoltre a Sugiyama di valutare differenti soluzioni attraverso test sul campo. Una serie di teste con distribuzioni di massa diverse può essere costruita senza ricorrere a stampi dedicati, permettendo di raccogliere le valutazioni di giocatori e tecnici prima di definire una versione commerciale.
Il ferro Ingeavor e il controllo della distribuzione delle masse
Anche il ferro prodotto da Sugiyama sfrutta la libertà geometrica della fabbricazione additiva. La testa di un ferro deve combinare resistenza meccanica, controllo della massa, qualità della superficie e precisione della faccia. Il corpo deve sopportare ripetuti impatti con la pallina e, in alcuni casi, con il terreno, senza subire deformazioni permanenti.
Attraverso ColdMetalFusion, Sugiyama può costruire un corpo con spessori differenziati e strutture interne ottimizzate. Le zone meno sollecitate possono essere alleggerite, mentre il materiale può essere concentrato nella suola o lungo il perimetro. Questa possibilità offre margini di progettazione maggiori rispetto a una geometria piena ricavata mediante fresatura.
La tecnologia potrebbe anche facilitare la produzione di ferri con caratteristiche differenti all’interno della stessa serie. I ferri lunghi potrebbero ricevere una distribuzione di massa orientata a facilitare il lancio della pallina, mentre quelli corti potrebbero privilegiare controllo e precisione. I file di produzione sarebbero diversi, ma il flusso industriale rimarrebbe sostanzialmente invariato.
Resta comunque necessario completare le superfici funzionali dopo la sinterizzazione. La faccia, le scanalature e l’area di collegamento con lo shaft possono richiedere lavorazioni meccaniche per raggiungere tolleranze e finiture difficili da ottenere direttamente con un processo basato sulla polvere.
Le differenze rispetto alla fusione laser del metallo
Nella fusione laser a letto di polvere, il laser porta il metallo a fusione durante la stampa. Il processo richiede una macchina dotata di sorgente laser ad alta potenza, atmosfera controllata, sistemi di sicurezza specifici e parametri calibrati per ciascuna lega. I componenti possono inoltre richiedere supporti metallici e operazioni di distacco dalla piattaforma.
ColdMetalFusion utilizza temperature di stampa inferiori perché il laser agisce principalmente sul legante. La densificazione del metallo avviene in una fase separata, durante la sinterizzazione. Questo consente di utilizzare macchine derivate dal settore SLS polimerico e di riempire il volume di costruzione con numerosi componenti sovrapposti, senza fissarli tutti alla stessa piastra.
Per una produzione come quella delle teste da golf, la possibilità di disporre molti pezzi all’interno del volume della macchina può aumentare la produttività per ciclo. Ogni testa occupa una porzione dello spazio disponibile, ma non richiede necessariamente una struttura di supporto collegata al piano di lavoro.
Il confronto economico dipende comunque dal numero di pezzi, dalla lega utilizzata, dalla dimensione della testa e dalla complessità delle lavorazioni successive. ColdMetalFusion aggiunge infatti le fasi di rimozione del legante e sinterizzazione, che devono essere controllate e dimensionate per il volume produttivo previsto.
La gestione del ritiro durante la sinterizzazione
Uno degli aspetti più importanti dei processi basati sulla sinterizzazione è il ritiro dimensionale. Durante la rimozione del legante e il consolidamento nel forno, il componente perde una parte del volume e raggiunge la densità metallica finale.
Per ottenere una testa da golf delle dimensioni corrette, il modello iniziale deve essere maggiorato secondo un fattore calcolato. Il progettista deve prevedere il comportamento del materiale e compensare il ritiro lungo le diverse direzioni. Headmade Materials afferma che il processo ColdMetalFusion è stato sviluppato per produrre un ritiro uniforme e prevedibile.
La previsione deve essere verificata su ogni geometria. Zone molto spesse, pareti sottili, cavità e cambiamenti improvvisi di sezione possono raffreddarsi e consolidarsi in modo differente. Una testa da golf presenta inoltre superfici curve, raccordi e distribuzioni di massa non uniformi, che possono favorire deformazioni durante il trattamento termico.
Sugiyama deve quindi integrare nella progettazione il comportamento della sinterizzazione, predisporre supporti ceramici o attrezzature per il forno quando necessari e controllare ogni lotto mediante misurazioni dimensionali. La ripetibilità di questa fase è determinante per garantire che peso, lie, loft e posizione del baricentro rimangano coerenti tra le diverse mazze.
Dalla polvere metallica al componente finito
Il ciclo produttivo inizia con la preparazione del feedstock, nel quale la polvere metallica viene combinata con il sistema legante di Headmade Materials. Il materiale viene distribuito nella macchina SLS in strati successivi e riscaldato selettivamente dal laser.
Terminata la stampa, il blocco di polvere viene rimosso dalla camera. Le parti verdi vengono estratte e pulite, recuperando il materiale non consolidato. Secondo ColdMetalFusion Alliance, il feedstock non processato può essere riutilizzato, riducendo la quantità di materiale scartato durante la produzione.
I green part possiedono una stabilità sufficiente per essere manipolati e, in determinate condizioni, anche lavorati prima della sinterizzazione. Headmade Materials indica la possibilità di eseguire operazioni come foratura, fresatura, tornitura o giunzione quando il pezzo si trova ancora nello stato verde. Per leghe difficili da lavorare dopo il consolidamento, questa opzione può semplificare alcune operazioni.
Dopo la rimozione del legante, i componenti vengono sinterizzati nel forno. Seguono controllo dimensionale, finitura delle superfici e lavorazioni delle aree funzionali. Nel caso delle mazze da golf, il ciclo può comprendere lucidatura, fresatura della faccia, realizzazione delle scanalature, applicazione di rivestimenti e montaggio dello shaft.
Il possibile ruolo delle lavorazioni meccaniche di Sugiyama
Sugiyama possiede esperienza nella lavorazione dei metalli, nella forgiatura a freddo e nei processi di finitura di precisione. La società ha sviluppato sistemi produttivi nei quali componenti vicini alla forma finale vengono completati mediante lavorazioni meccaniche, riducendo la quantità di materiale da asportare.
Questa competenza può essere utile nell’integrazione di ColdMetalFusion. Il processo additivo può realizzare la geometria complessa della testa, mentre le macchine utensili possono completare le superfici che richiedono precisione più elevata.
L’unione tra produzione additiva e lavorazione sottrattiva è particolarmente adatta alle mazze da golf. Le cavità interne e la distribuzione delle masse possono essere create durante la stampa, mentre la planarità della faccia, le scanalature e i punti di montaggio possono essere rifiniti successivamente.
Sugiyama può inoltre applicare procedure di controllo già utilizzate nella produzione meccanica, come misurazioni dimensionali, pesatura, verifica della durezza e ispezione delle superfici. La qualità finale dipenderà quindi dall’intera catena produttiva, non soltanto dalla fase di stampa.
La personalizzazione senza stampi dedicati
La produzione tradizionale di una testa da golf può richiedere modelli, stampi, attrezzature di fusione o matrici di forgiatura. Questi costi devono essere distribuiti sul numero di pezzi prodotti e rendono meno conveniente introdurre numerose varianti in quantità limitate.
ColdMetalFusion consente di modificare il modello digitale senza sostituire lo stampo. Sugiyama potrebbe quindi produrre teste con pesi, dimensioni e distribuzioni interne differenti all’interno dello stesso ciclo di stampa.
Questa flessibilità non significa che ogni mazza possa essere personalizzata senza costi aggiuntivi. Ogni variante deve essere verificata, compensata per la sinterizzazione e inserita correttamente nel flusso di controllo. Tuttavia, la modifica digitale è generalmente più semplice della realizzazione di una nuova attrezzatura produttiva.
La personalizzazione potrebbe riguardare giocatori professionisti, club fitter, serie limitate o prodotti sviluppati per mercati specifici. Una testa potrebbe essere adattata al tipo di swing, alla velocità del giocatore o alla traiettoria desiderata, mantenendo invariata la tecnologia di fabbricazione.
Tempi di sviluppo più brevi per nuovi modelli
Nel processo convenzionale, lo sviluppo di una testa da golf comprende progettazione, realizzazione dei modelli, preparazione degli stampi, produzione dei primi campioni e correzione delle attrezzature. Ogni modifica può richiedere la revisione di più passaggi.
La produzione additiva permette di passare dal modello tridimensionale alla parte fisica senza costruire uno stampo specifico. Sugiyama può quindi realizzare una prima serie di teste, sottoporle a prove e correggere il file sulla base dei risultati.
Secondo esperienze pubblicate da altri operatori del settore, la produzione additiva può ridurre il tempo necessario per ottenere un prototipo funzionale di una testa da golf da diverse settimane a pochi giorni. Il vantaggio dipende dalla disponibilità delle macchine, dai tempi del forno e dalle operazioni di finitura.
Con ColdMetalFusion, più varianti possono essere inserite nello stesso volume di costruzione. Questa possibilità consente di confrontare differenti soluzioni senza dedicare un ciclo separato a ogni configurazione.
Una tecnologia pensata per quantità superiori alla prototipazione
Headmade Materials ha sviluppato ColdMetalFusion con l’obiettivo di superare uno dei limiti della produzione additiva metallica: il costo elevato per pezzo quando i volumi aumentano. La società propone il processo per serie che possono estendersi da alcune centinaia a molte migliaia di componenti.
La produttività deriva soprattutto dalla possibilità di sfruttare l’intero volume della macchina SLS. I componenti possono essere collocati su più livelli, perché la polvere circostante sostiene le geometrie durante la stampa.
Headmade Materials ha indicato applicazioni con quantità superiori a centomila pezzi. Queste cifre rappresentano la capacità potenziale del processo in determinate condizioni e non significano che Sugiyama abbia già prodotto un numero equivalente di teste da golf.
Per le mazze Ingeavor, l’aspetto da verificare sarà la convenienza rispetto ai metodi consolidati. La produzione additiva potrebbe risultare adatta a serie premium, configurazioni personalizzate o modelli nei quali la complessità geometrica genera un vantaggio misurabile. Per prodotti standardizzati in volumi molto elevati, fusione e forgiatura possono continuare a offrire costi competitivi.
Il contributo delle macchine SLS già presenti sul mercato
Uno dei principi alla base di ColdMetalFusion è l’utilizzo di un ecosistema di macchine e impianti già disponibili. Il feedstock di Headmade Materials può essere qualificato per sistemi SLS nati per lavorare polimeri, evitando lo sviluppo di una piattaforma completamente nuova per ogni applicazione.
Nel febbraio 2026, EOS GmbH e Headmade Materials hanno comunicato una collaborazione finalizzata a qualificare ulteriormente alcune macchine EOS per il processo ColdMetalFusion. L’attività punta a integrare i materiali CMF in piattaforme industriali con volumi di costruzione e sistemi di controllo già utilizzati nella produzione additiva.
Headmade Materials ha inoltre qualificato la stampante Lisa X di Sinterit, rendendo la tecnologia accessibile anche per attività di sviluppo e piccoli lotti. Questo modello può essere utilizzato per produrre green part, che devono poi essere sottoposti alle fasi di rimozione del legante e sinterizzazione.
La disponibilità di macchine di dimensioni diverse consente di impostare un percorso graduale. Un’azienda può sviluppare il componente su un sistema compatto e trasferire il processo verso piattaforme più produttive quando aumenta la domanda.
La ColdMetalFusion Alliance
Headmade Materials ha promosso la ColdMetalFusion Alliance per riunire aziende specializzate nelle differenti fasi della catena produttiva. Il processo richiede infatti competenze nella stampa, nella gestione delle polveri, nel depowdering, nella rimozione del legante, nella sinterizzazione, nella finitura e nel controllo qualità.
L’obiettivo dell’alleanza è fornire un sistema industriale composto da tecnologie compatibili, anziché una singola macchina isolata. Ogni partner contribuisce con attrezzature o conoscenze relative a una parte del ciclo.
Per un utilizzatore come Sugiyama, questo modello può ridurre la complessità iniziale dell’adozione. L’azienda non deve sviluppare internamente ogni singola fase, ma può affidarsi a fornitori qualificati o a centri produttivi che dispongono dell’intera catena.
ColdMetalFusion Alliance ha presentato configurazioni denominate LabSystem e JobShop. La prima è destinata allo sviluppo e alla produzione di piccole serie, mentre la seconda è pensata per strutture che intendono offrire servizi produttivi o realizzare quantitativi più elevati.
La finitura superficiale delle teste da golf
Una testa da golf non deve soltanto rispettare le dimensioni previste. Anche l’aspetto della superficie, la regolarità della faccia e la qualità delle zone visibili contribuiscono alla funzionalità e alla percezione del prodotto.
I componenti ottenuti da processi basati sulla polvere presentano normalmente una rugosità che deve essere ridotta. Le superfici esterne possono essere sottoposte a burattatura, vibrofinitura, levigatura, sabbiatura, lucidatura o lavorazione meccanica.
Headmade Materials, AM Solutions – 3D Post Processing Technology e Neue Materialien Bayreuth GmbH hanno lavorato al progetto AutoSmooth, dedicato all’automazione delle fasi comprese tra l’estrazione dei componenti e la finitura. Le attività hanno riguardato depowdering, trattamento delle superfici e riutilizzo del feedstock.
Per Sugiyama, l’automazione della finitura potrebbe diventare importante qualora le mazze Ingeavor passassero dalla dimostrazione a una produzione seriale. Le operazioni manuali sono gestibili su pochi componenti, ma incidono maggiormente su costi e uniformità quando il numero di pezzi aumenta.
Il recupero del materiale non processato
Nella stampa a letto di polvere, una parte del materiale viene consolidata per formare i componenti, mentre il resto rimane libero all’interno della camera. La possibilità di recuperare questa frazione influisce sul costo complessivo e sull’impiego delle risorse.
ColdMetalFusion Alliance dichiara che il feedstock non processato può essere riutilizzato. Il progetto AutoSmooth ha inoltre esaminato la riciclabilità del materiale composto da polvere metallica e legante, con l’obiettivo di verificare il mantenimento delle proprietà dopo più cicli.
Il recupero richiede comunque procedure controllate. Il materiale deve essere setacciato, analizzato e miscelato secondo parametri definiti, evitando contaminazioni o variazioni nella distribuzione granulometrica.
Nel caso delle teste da golf, la possibilità di riempire il volume di stampa con numerosi componenti e recuperare la polvere residua può contribuire a ridurre l’incidenza del materiale sul costo unitario. Il beneficio effettivo dipenderà dal tipo di lega, dal tasso di riutilizzo e dai controlli richiesti.
Materiali ad alte prestazioni per gli articoli sportivi
Headmade Materials presenta ColdMetalFusion come una tecnologia adatta a leghe impiegate in applicazioni tecniche, tra cui titanio, acciai inossidabili e superleghe a base di nichel. La disponibilità effettiva dipende dai feedstock qualificati e dagli impianti di sinterizzazione utilizzati.
Il titanio è interessante per gli articoli sportivi grazie al rapporto tra resistenza e peso e alla resistenza alla corrosione. Gli acciai inossidabili offrono invece robustezza, lavorabilità e costi generalmente inferiori.
Per una testa da golf, la scelta del materiale deve essere valutata insieme alla geometria. Una lega più leggera può consentire di aumentare il volume della testa senza superare il peso desiderato, mentre un materiale più denso permette di concentrare massa in zone specifiche.
Non è sufficiente selezionare una lega sulla base delle proprietà nominali. Sugiyama deve considerare densità finale, durezza, resistenza agli urti, comportamento durante la sinterizzazione e possibilità di ottenere la finitura richiesta.
I controlli necessari prima della commercializzazione
Per trasformare i prototipi Ingeavor in prodotti commerciali, Sugiyama dovrà verificare la ripetibilità dell’intero processo. Ogni testa deve rispettare valori definiti di peso, dimensioni, angoli e posizione del baricentro.
I controlli possono comprendere scansione tridimensionale, tomografia computerizzata, analisi metallografica e prove meccaniche. La tomografia può essere utile per osservare cavità interne e individuare porosità o deformazioni non visibili dall’esterno.
Le teste devono inoltre essere sottoposte a prove d’impatto ripetute. Un componente può apparire conforme dopo la produzione ma sviluppare cricche o deformazioni in seguito a numerosi colpi.
Anche il collegamento tra testa e shaft deve essere controllato. La sede di montaggio deve mantenere le dimensioni previste e resistere alle forze generate durante lo swing. Le lavorazioni finali devono quindi essere eseguite senza compromettere le strutture interne create con ColdMetalFusion.
Dalla dimostrazione alla possibile produzione di serie
La presentazione al Japan Golf Fair costituisce una fase di validazione commerciale e tecnica, ma le informazioni disponibili non indicano ancora quantità prodotte, prezzi o data di lancio dei modelli Ingeavor.
Il progetto dimostra che Sugiyama ha completato almeno un ciclo produttivo comprendente progettazione, stampa, sinterizzazione e finitura. Per passare alla produzione di serie sarà necessario definire tempi, capacità degli impianti e tasso di scarto.
La convenienza dipenderà anche dal valore riconosciuto dal mercato. Una mazza realizzata mediante produzione additiva può giustificare un prezzo superiore quando offre caratteristiche difficili da ottenere con i processi tradizionali, come personalizzazione, geometrie interne specifiche o distribuzione della massa ottimizzata.
Sugiyama dovrà quindi collegare la tecnologia a prestazioni verificabili. La sola presenza della stampa 3D non rappresenta un vantaggio sufficiente per il giocatore se non produce effetti misurabili sulla stabilità, sul controllo o sulla possibilità di adattare il bastone.
Un’applicazione che amplia il mercato di ColdMetalFusion
La collaborazione tra Sugiyama e Headmade Materials porta ColdMetalFusion in un settore diverso dalle applicazioni industriali tradizionali. Le mazze da golf combinano requisiti meccanici, geometrie complesse, attenzione estetica e possibilità di personalizzazione.
Per Headmade Materials, il progetto rappresenta una dimostrazione della capacità del processo di produrre componenti metallici destinati al consumatore finale. Un articolo sportivo viene valutato non soltanto per le proprietà tecniche, ma anche per finitura, design e sensazione durante l’utilizzo.
Per Sugiyama, ColdMetalFusion offre uno strumento per sviluppare prodotti senza essere vincolata dalle geometrie tipiche della forgiatura e della fusione. L’azienda può sperimentare configurazioni interne, serie limitate e varianti personalizzate mantenendo un processo potenzialmente scalabile.
La verifica decisiva riguarderà il passaggio dai primi esemplari esposti a Yokohama a una produzione ripetibile e commercialmente sostenibile. Saranno i dati sulle prestazioni, i costi e la risposta dei giocatori a determinare il ruolo della tecnologia nella futura gamma Ingeavor.
