Lavorazione dei metalli negli Stati Uniti: la stampa 3D avrà un ruolo più importante?
Poiché la stampa 3D fa ingresso nella maggior parte delle industrie oggi negli Stati Uniti e nel resto del mondo, vediamo questa tecnologia versatile ed estremamente progressiva che offre molti vantaggi diversi. Sia in campo medico o veterinario per articoli come protesi e protesi , industrie come l’aerospaziale, dove i razzi ora generano parti stampate in 3D, o l’ architettura in cui i prototipi vengono rapidamente creati e perfezionati più e più volte, ricercatori, ingegneri e designer sono in grado di creare nuove parti e oggetti che prima non erano possibili.
Industrie come la costruzione stanno abbracciando anche la stampa 3D in una miriade di modi, insieme ad altre sottocategorie come la lavorazione dei metalli. Mentre nel complesso, l’industria dell’edilizia e dell’edilizia potrebbe utilizzare la stampa 3D in modo espansivo, per una nicchia come la lavorazione dei metalli (in particolare l’acciaio), la prototipazione è a che punto è, per ora. Gli studenti del Master al MIT , Aline Blanche Grynbaum Ingberman e Sittipat Assavaniwej, hanno recentemente pubblicato una tesi incentrata sulla gestione della supply chain. Nell’impatto della ” Stampa 3D sull’industria metallurgica “, gli autori esplorano le tendenze attuali nell’uso della tecnologia, insieme agli ostacoli attuali e di progetto.
La lavorazione dei metalli ha ovviamente visto molte trasformazioni nel corso dei secoli, ma il bisogno di materie prime e di averlo vicino non è cambiato:
“Nella maggior parte dei casi, si troveranno produttori di acciaio più vicini alle materie prime che ai consumatori. Per l’acciaio, la materia prima principale è il minerale di ferro, che ora viene prodotto in diversi siti in tutto il mondo. La stretta vicinanza ai fornitori non solo garantisce una fonte affidabile, ma riduce anche significativamente i tempi e i costi di trasporto “, affermano i ricercatori nel loro articolo.
Insieme alla gestione dell’offerta, ci sono sfide nella forza lavoro in quanto tanta parte della generazione più giovane cerca di ottenere lauree di quattro anni, evitando professioni commerciali come la lavorazione dei metalli, molte delle quali possono essere considerate carriere antiquate. Con il passare del tempo, questo potrebbe cambiare quando l’uso dei materiali e della tecnologia diventa più aggiornato grazie all’uso di processi additivi piuttosto che a quelli sottrattivi.
Gli autori hanno raccolto i loro dati visitando siti utilizzando processi di produzione CNC e stampa 3D, intervistando proprietari, operatori e manager, e svolgendo altre ricerche come l’uso di un sondaggio dettagliato che ha prodotto 133 risposte. In linea con l’argomento principale del loro studio, i ricercatori si sono concentrati su entrambe le piccole e grandi imprese, mettendo in discussione il potenziale di pratiche di stampa 3D complete in futuro:
“Per le grandi aziende, un sorprendente 29% degli intervistati afferma che, a un certo punto, stanno valutando la possibilità di sostituire il 100% del processo di produzione con AM. Per le piccole imprese, anche il 9% lo dice “, hanno dichiarato gli autori nel loro articolo. “Dato l’alto costo di investimento iniziale, una possibile spiegazione per questo sono le aziende che sono nate dipendenti da 3DP. Un esempio è una società che è stata visitata per il progetto, che produce protesi stampate in 3D per fianchi e ginocchia. Fin dall’inizio, il loro processo era al 100% basato su AM. ”
Mentre i ricercatori prevedono che la prototipazione sarà ancora l’uso principale per la stampa 3D nei processi di lavorazione dei metalli nei prossimi tre-cinque anni, hanno esaminato i vantaggi per il suo utilizzo nel settore in generale:
Catena del valore più breve
Meno spreco di materiale
Latitudine nel progettare e apportare modifiche rapidamente
Velocità
Risparmio sulla linea di fondo
Aziende come PTooling (Canada), GE (in tutto il mondo) e MTU (Monaco di Baviera) sono attualmente coinvolte nell’uso della stampa 3D per fare passi avanti nella produzione di componenti aerospaziali.
“Con AM puoi distribuire il carico e alleggerire la parte. Ad esempio, i formatori all’avanguardia della vela possono essere riprogettati per essere più larghi per raggiungere la stabilità e pesare meno “, ha dichiarato Marvin Fiebig, proprietario di PTooling.
“Non spazzeremo via le porte dalle macchine standard – non vorrei farlo – ma se potessimo offrire a un cliente un componente di nuova progettazione che soddisfi le loro esigenze in quattro settimane anziché in 20, probabilmente opterebbero per usando la nuova tecnologia. Fondamentalmente, possiamo rendere una parte più leggera del 30 percento, più forte del 50 percento, produrla più velocemente e i costi del materiale saranno più economici perché non stiamo eliminando la parte più grande di un blocco di materiale. ”
Attuali applicazioni di produzione additiva in corso presso GE
E mentre è possibile che la stampa 3D possa alla fine eclissare i processi CNC, ci sono ancora ostacoli come la mancanza della varietà necessaria nei metalli, il costo dei materiali e alcuni problemi con le procedure di qualità, post-elaborazione e i mezzi necessari per fabbricare parti più grandi .
“La stampa 3D è una tecnologia emergente promettente. Come la maggior parte delle nuove tecnologie, la stampa 3D deve ancora evolversi prima di poter essere ampiamente adottata dall’industria della lavorazione dei metalli. Sebbene sia già considerata una tecnologia valida e utile, AM ha ancora ostacoli da superare “, hanno concluso gli autori. “Attualmente, le principali barriere per la maggior parte degli affari sono l’elevato investimento iniziale richiesto e la limitazione dei materiali disponibili per 3DP. Anche le dimensioni stampabili limitate rappresentano una preoccupazione principale per l’adozione di AM, indipendentemente dal segmento industriale e dalle dimensioni dell’azienda. “