I ricercatori di Fraunhofer IKTS utilizzano la stampa 3D FFF per realizzare stampe 3d in metallo più difficili
I ricercatori dell’Istituto Fraunhofer per le tecnologie e i sistemi ceramici (IKTS) hanno trovato il modo di produrre stampe 3D in metallo molto più difficili utilizzando la Fused Filament Fabrication, che proviene dall’industria della lavorazione delle materie plastiche.
Gli utensili estremamente duri sono utilizzati principalmente nella produzione di massa per l’industria automobilistica. I metalli duri sono costituiti da leganti metallici nichel o cobalto e carburo di tungsteno a fase dura. Fino ad ora, gli strumenti di taglio, foratura, pressatura e punzonatura sono stati estrusi, stampati a iniezione o prodotti con pressatura isostatica a freddo uniassiale o fredda. Sebbene i tempi di produzione brevi e le proprietà dei materiali controllate con precisione rendano questo processo particolarmente interessante, spesso richiede una post-elaborazione complessa e costosa. Inoltre, è estremamente difficile realizzare progetti complessi o specifici usando la pressatura a polvere.
Al contrario, la produzione additiva consente geometrie complesse, ma è stata finora limitata in termini di durezza e dimensioni dei componenti. La moderna stampa 3D a sbalzo e la stampa 3D termoplastica (3DTP) sono già state utilizzate con successo da IKTS con composizioni in metallo duro selezionate. Tuttavia, le parti prodotte da questi processi non sono così forti come quelle realizzate con l’approccio di fusione del letto di polvere. Anche il contenuto di legante metallico e le dimensioni di questi componenti sono limitati.
Inizialmente, IKTS ha adattato il processo FFF per ceramiche e materiali compositi. I loro nuovi esperimenti hanno rivelato che utilizzando particelle metalliche molto più piccole nel filamento composito possono ottenere stampe più dure. “Durante la FFF, i corpi 3D sono prodotti da un filamento flessibile e fondibile”, hanno spiegato i ricercatori di IKTS . “Per decenni, Fraunhofer IKTS ha una comprovata esperienza nel settore delle polveri metallurgiche. Pertanto, è stato possibile produrre il filamento richiesto per l’FFF dalle polveri di metallo duro con leganti organici. A seconda della struttura dei materiali, è possibile utilizzare una granulometria e un contenuto di legante ridotti per aumentare in modo specifico la durezza, la resistenza alla compressione e alla flessione dei metalli duri. ”
Il Dr. Johannes Pötschke dirige il gruppo Hardmetals and Cermets all’IKTS e conferma: “I filamenti possono essere utilizzati come prodotti semilavorati in stampanti 3D standard e, per la prima volta, consentono di stampare materiali duri con un contenuto di legante metallico molto basso di solo l’otto percento e una granulometria fine inferiore a 0,8 micrometri e quindi consentono componenti estremamente duri con un massimo di 1700 HV10. ”
© Fraunhofer ILT, Aachen, Germany / Volker Lannert