Un nuovo ordine con opzioni per altri due sistemi
Mears Machine Corporation ha ordinato una quinta stampante 3D industriale Sapphire XC di Velo3D, proseguendo il programma di espansione della propria capacità di produzione additiva in metallo. L’accordo comprende anche opzioni per l’acquisto di altri due sistemi Sapphire XC, che potranno essere esercitate in funzione dell’andamento della domanda e delle esigenze dei programmi affidati all’azienda.
Il quinto sistema costituisce un acquisto confermato, mentre le due macchine aggiuntive rappresentano, per ora, una possibilità contrattuale. Qualora Mears Machine Corporation decidesse di esercitare entrambe le opzioni, la flotta potrebbe raggiungere sette unità Sapphire XC.
L’investimento è destinato a sostenere la produzione di componenti per i settori aeronautico, difesa, energia e spazio, nei quali la disponibilità di materiali qualificati, la ripetibilità del processo e la tracciabilità dei dati di produzione sono requisiti centrali.
Per Mears Machine Corporation, l’aumento del numero di sistemi non serve soltanto a produrre più componenti. L’obiettivo è creare una capacità distribuita, nella quale un processo sviluppato e qualificato su una macchina possa essere trasferito su altre unità configurate per lo stesso materiale, mantenendo parametri e controlli coerenti.
Una collaborazione costruita attraverso ordini successivi
Il rapporto industriale tra Mears Machine Corporation e Velo3D ha assunto dimensioni rilevanti nel 2024, quando Mears Machine Corporation ha acquistato due sistemi Sapphire XC destinati a programmi aerospaziali e della difesa.
Nello stesso anno è seguito l’acquisto di una terza macchina. Quel sistema è stato configurato per lavorare l’alluminio Aheadd CP1 sviluppato da Constellium, ampliando la gamma di materiali disponibili nello stabilimento di Mears Machine Corporation.
Nell’aprile 2025 l’azienda ha ordinato una quarta Sapphire XC, configurata per la superlega a base di nichel Haynes 282. Con il nuovo ordine, la flotta sale a cinque sistemi nell’arco di poco più di due anni.
La sequenza degli investimenti mostra un passaggio graduale dalla creazione di una prima capacità produttiva alla costruzione di una piattaforma composta da più macchine. Questa impostazione permette a Mears Machine Corporation di distribuire i carichi di lavoro, ridurre la dipendenza da una singola unità e riservare sistemi specifici a materiali o programmi qualificati.
James Lloyd, amministratore delegato di Mears Machine Corporation, ha spiegato che i clienti non cercano soltanto un fornitore in grado di stampare componenti. Le aziende dei settori regolamentati richiedono competenze ingegneristiche, capacità produttiva, lavorazioni successive e un percorso definito per trasferire un progetto dalla fase di sviluppo alla produzione.
Secondo Mears Machine Corporation, la quinta Sapphire XC consentirà di mantenere tempi di consegna competitivi e di gestire programmi con volumi più elevati. Le opzioni sulle altre due macchine permettono inoltre di programmare l’espansione senza installare capacità prima che sia sostenuta da ordini effettivi.
Le caratteristiche industriali della Velo3D Sapphire XC
La Sapphire XC di Velo3D utilizza il processo Laser Powder Bed Fusion, nel quale strati successivi di polvere metallica vengono fusi selettivamente mediante laser. Il sistema dispone di otto laser da un kilowatt e di un volume di costruzione cilindrico con diametro di 600 millimetri e altezza standard di 550 millimetri.
Velo3D indica una produttività massima di 800 centimetri cubi l’ora, valore che dipende dal materiale, dalla geometria, dai parametri di processo e dal numero di laser utilizzabili sulle diverse aree del componente.
La versione Sapphire XC 1MZ conserva il diametro di 600 millimetri ma porta l’altezza utile fino a 1.000 millimetri. Questa configurazione è destinata a componenti allungati, camere di combustione, scambiatori, condotti e parti strutturali che richiederebbero suddivisioni o giunzioni se prodotte con un volume di lavoro più basso.
Uno degli elementi tecnici del sistema è il recoater senza contatto sviluppato da Velo3D. Il dispositivo distribuisce la polvere senza utilizzare una lama rigida che attraversa direttamente il piano di lavoro. Questa soluzione riduce il rischio di collisione con parti che presentano deformazioni o sporgenze e permette di gestire geometrie sottili e sezioni complesse.
Le stampanti Sapphire XC effettuano controlli sul letto di polvere, sull’allineamento ottico, sull’atmosfera della camera e sulle condizioni operative. Velo3D dichiara che il processo raccoglie dati provenienti da circa mille misurazioni e sensori, utilizzati per seguire la costruzione strato dopo strato.
Il monitoraggio non sostituisce le verifiche dimensionali, metallurgiche e meccaniche richieste dopo la stampa, ma fornisce una base documentale utile per individuare deviazioni e dimostrare che il sistema ha operato entro intervalli prestabiliti.
Flow, Assure e la ripetibilità tra le macchine
La piattaforma di Velo3D comprende il software di preparazione Flow, le stampanti della famiglia Sapphire e il sistema di controllo e reportistica Assure. I tre elementi sono collegati attraverso il processo produttivo denominato Intelligent Fusion.
Flow viene utilizzato per preparare il lavoro di stampa, assegnare i parametri alle diverse regioni del componente e gestire strategie di esposizione, orientamento e supporti. Assure raccoglie invece dati sulla calibrazione della macchina e sull’andamento della costruzione, producendo la documentazione associata al lotto.
Per Mears Machine Corporation, la standardizzazione ha un valore specifico. Quando un componente viene qualificato, il produttore deve dimostrare che le macchine impiegate nella produzione mantengono condizioni comparabili. Calibrazioni automatiche, parametri controllati e report uniformi possono ridurre le attività necessarie per aggiungere capacità produttiva.
La trasferibilità non è però automatica in senso assoluto. La validità del processo dipende dal materiale, dalla configurazione della macchina, dalle specifiche del cliente e dalle procedure di qualificazione applicabili. L’impiego di una piattaforma comune può semplificare il percorso, ma non elimina i controlli richiesti nei settori aerospaziale, energetico e della difesa.
Inconel 718 per componenti sottoposti a carichi e temperature elevate
La nuova capacità di Mears Machine Corporation comprende la lavorazione dell’Inconel 718, una superlega a base di nichel sviluppata per conservare buone proprietà meccaniche in presenza di temperature elevate e ambienti corrosivi.
Special Metals Corporation associa l’Inconel 718 a componenti per motori aeronautici e turbine terrestri, serbatoi criogenici, sistemi per razzi a propellente liquido, elementi di fissaggio e applicazioni nel settore energetico.
Il materiale combina resistenza a trazione, fatica, scorrimento viscoso e rottura sotto carico prolungato. Dopo la produzione additiva, i componenti richiedono cicli termici e controlli definiti in funzione delle proprietà richieste.
L’Inconel 718 è utilizzato da tempo nella produzione additiva, ma resta impegnativo dal punto di vista economico. La polvere ha un costo elevato, mentre le lavorazioni successive possono richiedere utensili, strategie e tempi differenti rispetto a quelli impiegati per acciai o leghe di alluminio.
La combinazione tra stampa e lavorazioni CNC consente a Mears Machine Corporation di produrre una geometria vicina a quella finale e di lavorare con precisione soltanto superfici funzionali, fori, sedi, filettature e interfacce.
Haynes 282 per turbine e sistemi ad alta temperatura
Un’altra lega centrale nella flotta di Mears Machine Corporation è Haynes 282, sviluppata da Haynes International per applicazioni strutturali ad alta temperatura, comprese turbine aeronautiche e turbine industriali a gas.
Haynes 282 è una superlega a base di nichel rinforzata mediante precipitazione. Haynes International ne evidenzia la combinazione di resistenza allo scorrimento viscoso, stabilità termica, saldabilità e lavorabilità.
Queste proprietà sono importanti per componenti collocati nelle sezioni calde di motori e turbine, come parti di combustori, anelli, ugelli e strutture soggette a cicli termici. Il materiale è progettato per operare in condizioni nelle quali la temperatura e il carico possono provocare deformazioni progressive durante periodi prolungati.
La quarta Sapphire XC acquistata da Mears Machine Corporation nel 2025 era stata configurata proprio per questa lega. L’incremento della capacità indica che l’azienda intende sostenere programmi nei quali Haynes 282 non viene utilizzata soltanto per prototipi, ma anche per componenti qualificati e lotti produttivi.
La produzione additiva può ridurre la quantità di materiale che deve essere rimossa tramite lavorazione meccanica. Questo aspetto è rilevante per le superleghe di nichel, che richiedono utensili resistenti, velocità di taglio controllate e una gestione attenta del calore generato durante la lavorazione.
Aheadd CP1 e l’espansione nell’alluminio
Mears Machine Corporation utilizza inoltre Aheadd CP1, una lega di alluminio in polvere sviluppata da Constellium per i processi Laser Powder Bed Fusion.
Rispetto a diverse leghe di alluminio impiegate nella stampa 3D, Aheadd CP1 è stata progettata per ridurre la complessità dei trattamenti termici dopo la costruzione. La lega può essere sottoposta a un trattamento in un solo passaggio e presenta una matrice vicina all’alluminio puro, caratteristica utile per ottenere conduttività termica ed elettrica.
L’assenza delle quantità di magnesio e silicio presenti in altre leghe facilita anche operazioni come saldatura e brasatura. Queste proprietà rendono Aheadd CP1 interessante per sistemi termici, elettronica, componenti satellitari, applicazioni aerospaziali e parti nelle quali massa, trasferimento del calore e integrazione geometrica devono essere valutati insieme.
Constellium ha lavorato con diversi operatori industriali per qualificare Aheadd CP1 e ne ha sostenuto l’impiego in programmi aerospaziali, della difesa, automobilistici e motoristici. Per Mears Machine Corporation, la disponibilità di una Sapphire XC configurata per questa lega permette di affiancare alle superleghe di nichel una soluzione più leggera e ad alta conducibilità.
Dalla stampa al componente finito
Mears Machine Corporation non opera soltanto come centro di stampa 3D. Fondata nel 1966 e con sede ad Avon, nello Stato dell’Indiana, l’azienda dispone di una struttura produttiva di circa 110.000 piedi quadrati, equivalenti a poco più di 10.000 metri quadrati.
Le attività comprendono fresatura e tornitura CNC, rettifica, elettroerosione, saldatura, brasatura, fabbricazione di strutture complesse e controlli non distruttivi. Questa integrazione permette di gestire più fasi del ciclo produttivo nello stesso contesto industriale.
Un componente metallico non è normalmente pronto per l’impiego quando viene estratto dalla stampante. Possono essere necessari la rimozione dal piano di costruzione, trattamenti termici, pressatura isostatica a caldo, eliminazione dei supporti, lavorazioni meccaniche, finitura superficiale e controlli dimensionali o metallurgici.
La presenza di lavorazioni CNC è quindi un elemento determinante. La stampa consente di ottenere canali interni, pareti sottili e geometrie che sarebbero difficili da realizzare sottraendo materiale da un blocco pieno. Le macchine utensili vengono poi utilizzate per raggiungere tolleranze e finiture sulle zone funzionali.
Mears Machine Corporation dichiara certificazioni e approvazioni legate alla produzione aerospaziale, alle lavorazioni non convenzionali, ai controlli non distruttivi, ai trattamenti superficiali e alla saldatura. L’azienda indica inoltre di essere un fornitore approvato per Rolls-Royce, Honeywell e GE.
Il valore della produzione distribuita
Uno dei temi alla base dell’accordo tra Mears Machine Corporation e Velo3D è la produzione distribuita. Il modello prevede che componenti sviluppati su una piattaforma possano essere prodotti su più macchine o in più siti, utilizzando file, parametri e procedure controllate.
Per i clienti dei settori aerospaziale, difesa ed energia, questa impostazione può ridurre la dipendenza da un singolo impianto e creare capacità di riserva. Può anche facilitare la produzione più vicina al luogo nel quale il componente sarà assemblato o utilizzato.
La coerenza tra le macchine è particolarmente importante quando il costo della qualificazione è elevato. Se ogni nuova unità richiedesse la ricostruzione completa del processo, l’espansione della capacità diventerebbe lenta e onerosa. Una piattaforma standardizzata può limitare le variabili da verificare, pur mantenendo necessarie le attività di convalida richieste dal cliente.
Arun Jeldi, amministratore delegato di Velo3D, considera l’ordine di Mears Machine Corporation un esempio del passaggio dalla sperimentazione alla produzione. La questione per i produttori non è più soltanto stabilire se una geometria possa essere stampata, ma capire come produrla con continuità, documentare il processo e aumentare i volumi.
Una crescita legata ai programmi produttivi
La quinta Sapphire XC amplia nell’immediato la capacità di Mears Machine Corporation, mentre le opzioni per altri due sistemi definiscono una possibile fase successiva.
La scelta di non acquistare da subito tutte e sette le macchine consente a Mears Machine Corporation di collegare gli investimenti alla crescita dei programmi e alla disponibilità di ordini. Questo approccio limita il rischio di installare sistemi che non raggiungano un livello adeguato di utilizzo.
Per Velo3D, il valore dell’operazione deriva anche dal fatto che si tratta di un ordine ripetuto da parte di un cliente già utilizzatore della piattaforma. Per Mears Machine Corporation, l’interesse risiede nella possibilità di aumentare la capacità senza modificare completamente software, procedure di preparazione e sistemi di controllo.
Il risultato è una struttura produttiva nella quale stampa additiva, qualificazione, lavorazioni meccaniche e servizi ingegneristici vengono gestiti come parti dello stesso processo. La sostenibilità dell’espansione dipenderà ora dalla capacità di Mears Machine Corporation di convertire la disponibilità delle macchine in programmi con volumi costanti e requisiti tecnici compatibili con i vantaggi della produzione additiva.
