Il processo di stampa 3D su metallo di GEFERTEC renderà la stampa 3D strutture metalliche di grandi dimensioni a prezzi accessibili?
Il processo 3DMP della società tedesca GEFERTEC è una tecnologia di stampa 3D in metallo molto interessante. Abbiamo profilato la società e la sua tecnologia di stampa 3D alimentata a filo pochi mesi fa. Piuttosto che concentrarsi su parti economiche (getto d’inchiostro) o piccole parti meccaniche fini (DMLS, SLM), la loro tecnologia basata su arco elettrico si concentra su grandi parti metalliche stampate in 3D. Quanto largo? Bene, che ne dici di pezzi da 1 o 5 metri fatti di vari metalli? Inoltre, l’azienda industriale è impegnata a rendere accessibile il proprio processo aprendo il processo per consentire alle persone di utilizzare le tradizionali materie prime ad arco a basso costo. Posizionando la tecnologia in questo modo, l’azienda è all’avanguardia nella costruzione di velivoli, longheroni e componenti strutturali di grandi dimensioni negli aerei.
Le tecnologie basate sulla saldatura come Trumpf, Sciaky e Optomec e le altre tecnologie di Deposizione Energetica Diretta sono molto meno conosciute delle tecnologie di fusione a letto in polvere DMLS / SLM / LPBF . Sviluppati durante la guerra fredda, furono ampiamente utilizzati nello Shuttle e in altri programmi spaziali prima che la gente decidesse di fare qualcosa di brillante e fare un arco di filo o altra tecnologia di saldatura su uno strato. Spesso vengono utilizzati per applicazioni relative alla difesa quali componenti strutturali di velivoli satellitari, missilistici o sperimentali. In effetti un certo numero di queste tecnologie sono state specificamente sviluppate per tali applicazioni di difesa.
Al momento le società aerospaziali si concentrano molto pubblicamente su componenti minuscole. Ciò significa che possono trarre vantaggio dai vantaggi della stampa 3D con questi piccoli componenti rapidamente, mentre le tecnologie di qualificazione. Nella mia mente, l’enorme balzo in avanti delle capacità di progettazione avverrà anche una volta che i generatori di aeromobili, i razzi, le testate e altri componenti di grandi dimensioni di svariati metri sono qualificati per l’aviazione. Al momento questo è stato fatto al ribasso, ma il passaggio verso l’aviazione civile sta avvenendo dietro le quinte. Ora possiamo vedere il mercato diviso in tre in quello che ho definito il momento di Goldilocks. In sostanza, stiamo assistendo alla comparsa di segmenti distinti nelle tecnologie di stampa a basso costo, meccanica fine e di stampa di grandi dimensioni. Una delle aziende che gareggia per un premio della stampa su larga scala di parti metalliche per l’industria aerospaziale e altre applicazioni è l’azienda tedesca GEFERTEC . Abbiamo chiesto a Tobias Röhrich, CEO di GEFERTEC, di parlarci della sua azienda e della tecnologia 3DMP.
Che cos’è 3DMP? Che tipo di parti sono ideali per la tecnologia?
“3DMP è sinonimo di 3D Metal Print. È il processo di produzione additivo più economico per lagrande parte metallica basata su filo e arco. Ci sono molti diversi scenari applicativi interessanti per 3DMP. Una volta che le parti devono essere realizzate in metallo, 3DMP è un’opzione economicamente e tecnicamente valida per parti di una certa dimensione, che sono costose o difficili da produrre con metodi convenzionali. Nel caso in cui si desideri sostituire la fresatura, è interessante quando vengono elaborati materiali costosi o difficili da lavorare. Soprattutto quando si guardano parti con un volume di taglio elevato. 3DMP può anche essere un’alternativa economicamente e logisticamente alla colata o alla forgiatura, in particolare in caso di lotti con quantità ridotte, in cui è possibile risparmiare sui costi degli utensili e ottenere vantaggi in termini di tempi di consegna.
“Inoltre, esiste un elenco di vantaggi funzionali e strutturali delle parti realizzate da 3DMP che sarebbe impensabile con i metodi convenzionali. È possibile generare strutture interne come parti cave chiuse, canali di raffreddamento, ecc. Per molte applicazioni, ad esempio nella produzione di utensili, è di grande interesse combinare diversi strati di materiali in una parte, come avere un corpo in acciaio dolce e un riporto su superiore.”
Di quali dimensioni puoi stampare le parti?
“3DMP, in particolare il confronto con laser e polvere, è un processo di stampa 3D molto economico per pezzi più grandi. La dimensione massima della struttura costruita raggiunge nelle macchine standard quasi 3m³. Inoltre, il processo è scalabile, il che significa che è tecnicamente possibile ed economicamente fattibile utilizzare 3DMP per parti ancora più grandi. In uno sforzo congiunto, GEFERTEC e AIRBUS stanno guidando un progetto che esamina la possibilità di stampare parti in titanio da 7 a 8 m. ”
Quali materiali sono possibili?
“Fondamentalmente, è possibile utilizzare tutto il filo di saldatura convenzionale utilizzabile per questo processo, per cui si deve dire che ci sono materiali che sono più facili da gestire e ci sono quelli con sfide speciali. Controlliamo già il processo per circa 30 diversi metalli, tra cui acciai per utensili, acciai inossidabili, acciai altolegati, leghe a base di nichel, titanio, leghe a base di rame, diverse leghe di alluminio e molto altro. ”
Come stai posizionando la tecnologia nei confronti di DMLS e DED?
“Se si confrontano i diversi metodi di stampa, è importante che ci siano diverse proprietà e applicazioni che vengono con loro. 3DMP è una tecnologia economica, maneggevole e robusta per la stampa di parti metalliche di grandi dimensioni. Invece di polvere e laser, 3DMP usa il filo e l’arco. Questo ha di conseguenza molti vantaggi a confronto. Uno è il tasso di costruzione, che rispetto ad esempio il DMLS è circa 10-15 volte superiore. Un altro vantaggio è la maneggevolezza del filo invece delle complessità che si devono affrontare con l’uso di polvere metallica. Inoltre, il filo è molto meno costoso, c’è una grande varietà di materiali comprovati e certificati disponibili sul mercato per una tecnologia che è stata essenzialmente utilizzata per circa 100 anni “.
Sta usando filo di alimentazione più economico rispetto all’utilizzo di polvere?
“Sì. L’uso del filo è molto più economico rispetto all’uso della polvere. Detto questo, è anche più efficiente. Significa che con un filo hai quasi il 100% di un materiale da convertire in parte. Usando la polvere, purtroppo, hai una percentuale significativa di materiale perso. ”
Che tipo di rugosità superficiale riesci a ottenere? Densità?
“Lo scopo di 3DMP è quello di produrre parti di forma prossima alla rete che verranno fresate in seguito. Ci sarà sempre una sorta di superficie ondulata a causa delle sfere di saldatura. Il meglio che puoi ottenere è circa 0,3mm di rugosità, ma ancora una volta lo scopo non è quello di produrre parti finite. Devi fresare in seguito e quindi non importa molto se hai 0,3 mm o 1 mm come rugosità. La maggior parte delle parti DMLS e DED richiedono anche la fresatura come processo di finitura, anche se la rugosità raggiungibile sarebbe più fine. La densità relativa è al 100%. ”
Quali sono i costi dei pezzi rispetto ai metalli a getto d’inchiostro, DED e DMLS? “Questo dipende dalla parte, dalla sua geometria e dalle sue dimensioni. In generale, il tasso di costruzione, che è un grande fattore del costo, viene confrontato con DMLS 10-15 volte più alto. Le parti grandi non sono create economicamente con DMLS, ma sono con 3DMP. ”
Quanto costa una macchina?
“Il costo della macchina varia tra 300 e 750 mila euro.”
Chi sono i tuoi clienti target?
“Miriamo a negozi di lavoro, società aerospaziali, industria navale, industria delle centrali elettriche, costruttori di macchine generiche e molti altri verticali”.
