Stampa 3D in alluminio a prezzi accessibili con la deposizione di metallo fuso di ValCUN
Mentre la stampa 3D è stata tradizionalmente utilizzata per realizzare molte parti di fascia alta in cui il risparmio di peso e la trama o la forma rendono utile una parte stampata in 3D di alto valore, costi inferiori aumenterebbero notevolmente il numero di parti realizzate industrialmente con la stampa 3D . ValCUN, con sede in Belgio, è una delle nuove ondate di aziende che stanno cercando di rendere la stampa 3D in metallo più economica. Piuttosto che produrre migliaia di parti per aeromobili, veicoli spaziali e ortopedia, queste aziende sperano di fabbricare milioni di parti per l’industria.
ValCUN è stata creata appositamente per soddisfare l’opportunità di parti più quotidiane, evitando laser e polvere per, come afferma l’azienda, poter lavorare con qualsiasi materia prima. Per ora, la società è focalizzata sull’alluminio. La società ha persino propagandato la possibilità di utilizzare rottami metallici e persino lattine. Dice anche che si tratta di un “ordine di grandezza meno dispendioso in termini di capitale rispetto alle tecnologie in polvere esistenti” e ha “alti tassi di costruzione: paragonabili a saldatura o WAAM”. Il piccolo team ha sede a Gand e ha lavorato per realizzare stampe in metallo a prezzi accessibili per oltre quattro anni.
Le informazioni sull’avvio, a parte il video sopra, sono scarse. Una delle prime dichiarazioni pubbliche sulle loro capacità riguarda l’idea di fabbricare un elemento scambiatore di calore per transistor bipolari a gate isolato (gli IGBT sono simili a un MOSFET e possono cambiare la conduttività).
In tal caso, l’esempio era costituito da
“Tre IGBT [caratterizzati da un design generativo [che] ha aumentato le prestazioni di raffreddamento del 40%. La produzione di 100.000 refrigeratori con tecnologia di produzione additiva in metallo nota come SLM non sarebbe possibile entro due anni su una macchina e costerebbe più di € 100 per pezzo. La combinazione della pressocolata con la tecnologia AM di ValCUN consente di produrre questo lotto in 6 mesi ad un prezzo unitario di un fattore da tre a cinque volte inferiore. “
È un’affermazione molto interessante e, in effetti, la società offre di stampare in 3D i casi più interessanti, dicendo: “ hai bisogno di un raffreddamento conveniente per la produzione in serie, contatta Jan all’indirizzo jan.depauw@valcun.be. Selezioniamo i cinque casi più interessanti, calcoliamo in una partnership quanto valore aggiunto possiamo creare per te, ottenendo una parte demo gratuita . “
È positivo per tutti noi che l’azienda si concentri su applicazioni di fascia bassa e milioni di parti. Vuole anche concentrarsi su materie prime molto più economiche e macchine a basso costo, il che dovrebbe rendere accessibili le parti metalliche della stampa 3D. Come funziona? Su questi dettagli sono piuttosto scarsi. L’azienda ha definito la sua tecnologia “deposizione di metallo fuso” e ha affermato di utilizzare materie prime in filo di alluminio. Da una delle poche immagini, possiamo vedere che è un filo di metallo a bobina che si scioglie.
La tecnologia funziona attraverso l’estrusione di metallo fuso preriscaldato su un pezzo che viene riscaldato attraverso la corrente elettrica che crea un getto di plasma . Questo getto di plasma riscalda la superficie su cui verrà depositato il materiale fuso, esattamente dove verrà depositato. Attraverso un preciso preriscaldamento e l’uso del plasma, il nuovo strato viene quindi fuso con quello esistente.
Con un approccio di “saldatura al plasma localizzata preriscaldata”, si potrebbe vedere come si potrebbe ottenere un’alta velocità di deposizione e avere una macchina relativamente a basso costo. Nel processo di ValCUN , il metallo viene prima fuso, quindi il pezzo viene riscaldato con il plasma e il materiale viene depositato, il che significa che per il processo vengono consumati meno calore ed energia complessivi rispetto ad esempio se si dovesse riscaldare un’intera camera. Ho intervistato Jonas Galle, l’inventore della tecnologia e fondatore di ValCUN per saperne di più.
Galle ha affermato che “la deposizione di metallo fuso, MMD … è stata inventata per contrastare gli svantaggi dei processi di fusione del letto di polvere … che sono lenti e costosi “. Con MMD ” possiamo persino usare il granulato ” e ” con una materia prima più economica e una macchina a basso costo, poiché non utilizziamo i laser, possiamo rendere più accessibile la stampa 3D diretta dei metalli “.
Egli menziona che nel loro ” processo di saldatura inversa “, “ci sono ovviamente dei compromessi e ora, ad esempio, la nostra risoluzione è di 0,4 mm “. Esistono molte applicazioni per le quali questa risoluzione è sufficiente. Dopotutto, è comunque necessaria la post-elaborazione delle superfici di tenuta e dei raccordi, anche per le tecnologie del letto in polvere ad alta risoluzione. La società si concentra su applicazioni che soddisfano tali vincoli, tuttavia, ed è in grado, grazie alla loro tecnologia, di lavorare con ” alluminio e successivamente con rame. ”
MMD significa che è necessario spendere meno energia per il riscaldamento e, ” soprattutto con alluminio e rame, si verificherebbero molte perdite di temperatura ” con altre tecnologie. Gli ulteriori vantaggi di MMD sono che ” c’è meno stress sulle parti e meno problemi con l’espansione e il cracking “. Nel loro sviluppo, il team ha dedicato molto tempo al controllo e alla gestione della temperatura. Questo “migliore controllo del calore” è importante per rendere il processo efficiente in termini di costi e più affidabile. Attraverso “il deposito di metalli fusi … e il riscaldamento al plasma”, hanno la sensazione di aver creato una tecnologia relativamente a basso costo che può essere implementata con costi frontali più bassi e costi per parte inferiori.
Per ora, l’azienda è alla ricerca di applicazioni. In effetti stanno esortando le persone a contattarle qualora avessero applicazioni interessanti per i materiali in alluminio. Data la loro risoluzione e i loro costi, hanno già stabilito che i dissipatori di calore e gli scambiatori di calore sono una buona applicazione, come sarebbero le varietà. Sono comunque interessati a scoprire cos’altro potrebbe essere là fuori.
La loro tecnologia è adatta anche per la produzione ibrida. Ciò significa che la tecnologia può essere utilizzata in combinazione con altre tecnologie di produzione ” Stampa 3D su prefabbricati ottenuti mediante fresatura, estrusione e stampaggio ad iniezione “. In questo modo, “i vantaggi della produzione additiva” relativa a bassa velocità “possono essere combinati con le tecnologie” veloci e all’avanguardia “, in particolare per la produzione in serie. Molte delle tecnologie di produzione di additivi metallici sono limitate nella gestione di questo tipo di applicazioni. “
ValCUN vuole davvero rendere possibile la “ produzione in serie di parti tradizionali. “Al momento, stanno cercando di realizzare” parti delle dimensioni di una scatola da scarpe … in una fase di test “, ma il loro volume di costruzione è” 800 per 500 per 400 mm ” , il che farebbe saltare gran parte della concorrenza in 3D in metallo stampa. ValCUN è di per sé una startup privata e al momento sono nel bel mezzo di un giro di capitali. Attualmente stanno realizzando progetti pilota e lanceranno la loro prima uscita commerciale nel 2021.
