Esistono innumerevoli processi di stampa 3D, ma mi piace dividere quelli in metallo in due categorie.
Tali categorie sarebbero “pericolose” e “meno pericolose”.
Perché farlo? Mi sembra che ce ne siano davvero di due tipi perché il materiale differisce notevolmente. Uno usa polvere di metallo fine, mentre l’altro no.
La polvere di metallo è forse il materiale principale per la stampa 3D di alta qualità. Aziende come EOS, 3D Systems, Trumpf e molte altre utilizzano sistemi a raggi laser o elettronici (DLMS o EBM) per fondere selettivamente strati di polvere metallica per formare oggetti metallici solidi.
Ma l’uso della polvere pone ogni tipo di sfida.
Le polveri metalliche possono essere piuttosto tossiche se inalate e la polvere utilizzata in questi sistemi è piuttosto piccola per ottenere parti metalliche di buona qualità e ad alta risoluzione. La piccola dimensione delle particelle significa che possono disperdersi nell’aria.
Anche alcune polveri metalliche sono esplosive. Sapevi che i propulsori a razzo solido dello Space Shuttle erano alimentati da polvere di alluminio? Pensaci quando osservi un lavoro di stampa 3D in alluminio e sii grato che la camera di costruzione sia stata evacuata dall’ossigeno.
Le polveri possono anche essere drammaticamente influenzate dall’esposizione all’ambiente. Umidità e ossigeno possono causare parti danneggiate che non hanno alcun valore per la produzione.
Questi effetti complicano notevolmente qualsiasi sistema che utilizza polvere di metallo. Per essere chiari, queste sfide sono state superate attraverso l’uso di sofisticati design di macchine e accessori, ma ciò significa anche che l’attrezzatura comporta un costo maggiore per la proprietà e il funzionamento.
Nel frattempo, esiste la categoria meno pericolosa della stampa 3D in metallo in cui vengono utilizzati altri processi.
Uno stile utilizza l’estrusione del filo invece della polvere. Il filo viene fuso quando esce dall’estrusore e viene immediatamente depositato su una superficie. Poiché il filo è solido e non in polvere, è molto più facile da maneggiare. A volte questo è chiamato Direct Energy Deposition, o DED.
Un altro stile è la stampa 3D in metallo “a freddo”. Questo stile prevede il deposito di polvere di metallo con un legante di qualche tipo, con processi di esempio di aziende come Desktop Metal e XJET , nonché il filamento metallico Ultrafuse di BASF. Tutti questi processi richiedono la post-elaborazione in un forno di sinterizzazione, ma è molto più sicuro e meno complesso rispetto all’utilizzo diretto della polvere.
Infine, ci sono un paio di processi di stampa dei metalli unici. Uno è di Spee3D , che fa esplodere particelle di metallo su un bersaglio a velocità supersonica. L’energia cinetica costringe le molecole a legarsi senza l’uso del calore ed è in qualche modo più sicura degli approcci PBF.
Un altro è l’approccio ultrasonico di Fabrisonic , in cui sottili fogli di metallo vengono agitati in modo che le molecole si leghino naturalmente tra loro, strato dopo strato. Anche in questo caso, non è coinvolto il calore.
Con diversi processi “più sicuri” disponibili per la stampa 3D in metallo, perché le aziende dovrebbero utilizzare i processi PBF più complessi?
Il motivo è che i processi PBF forniscono ancora una produzione di metallo di migliore qualità, spesso con una risoluzione migliore rispetto ad altri processi. DED e Spee3D hanno una risoluzione potenziale leggermente inferiore, mentre i processi a freddo richiedono che l’oggetto si riduca durante i trattamenti termici di post-elaborazione, rendendo più difficile la precisione dimensionale.
Ogni processo di stampa 3D ha i suoi vantaggi e svantaggi; nessuno di questi processi è sbagliato. È solo che alcuni potrebbero adattarsi all’applicazione meglio di altri.
In futuro vedremo sicuramente processi di stampa 3D in metallo completamente nuovi che potrebbero sostituire alcuni o tutti i precedenti.
Kerry Stevenson da Fabbaloo.com
