La stampante 3D che fonde i metalli

Stampare in 3D con acciaio, titanio e nichel-cromo. Realizzare con la stampante 3D di Renishaw oggetti definitivi per applicazioni estreme. Come una bicicletta.

Un potentissimo laser capace di fondere in un baleno la polvere di metallo, che si solidifica altrettanto rapidamente strato su strato fino a ottenere l’oggetto voluto. Un po’ lo stesso principio della stampa 3D dei modelli più economici, soltanto che in questo caso si va oltre alla semplice prototipazione rapida per arrivare in quella che viene chiamata produzione rapida: la fabbricazione di componenti definitivi in metallo che possono essere usati per applicazioni estreme grazie alla loro robustezza e resistenza alle alte temperature. Questa particolare stampante 3D per fusione laser si chiama AM250 ed è stata messa a punto da Renishaw, società inglese specializzata in sistemi di misura che da tre anni si è aperta anche alla stampa 3D. Una tecnologia che, rispetto a quelle tradizionali di produzione, ha dei vantaggi e dei limiti. «La stampa additiva – ci spiega Alessandro Consalvo, additive manufacturing support engineer per l’Italia di Renishaw – consente di realizzare senza difficoltà geometrie molto complesse e a volte impossibili da ottenere con tecnologie tradizionali, come strutture reticolari, sottosquadri e cavità nascoste, e permette inoltre di ottimizzare l’impiego di materiale, sfruttandone solo il quantitativo necessario al raggiungimento delle proprietà meccaniche e funzionali del componente». E questo è indubbiamente un vantaggio. Ma il rovescio della medaglia qual è? Ci sono dei vincoli – sottolinea Consalvo – da considerare in fase di progettazione. E spesso, per ottenerne i massimi benefici, è necessario rivedere il disegno del componente ottimizzandolo per questo tipo di produzione. La sua velocità produttiva inoltre non è paragonabile a quella di tecnologie come la forgiatura o la presso colata, ideali per la produzione di serie molto grandi».

c4840242e33d40329034b41d5436d43c (Medium)

Stampa consumer e stampa industriale

Se questi sono i vantaggi e gli svantaggi della manifattura additiva rispetto a quella tradizionale, che da considerare anche i rapporto tra la stampa 3D industriale e quella più artigianale di makers e FabLab. «È un fenomeno che sta destando entusiasmo a livello globale – dice Consalvo – grazie alla presenza sul mercato di stampanti 3D di resine a basso costo che rendono la stampa 3D accessibile a chiunque voglia cimentarsi. A questo si aggiunge il fattore della condivisione online dei modelli 3D che permette a chi ha una stampante 3D a basso costo di realizzare innumerevoli oggetti pur non avendo le capacità tecniche per disegnarne i modelli virtuali. Fattori che stanno portando un grande fermento verso questo nuovo modo di produrre. Tuttavia è bene percepire la distinzione fra le stampanti 3D a basso costo, che permettono a tutti noi di produrre oggetti e accessori dal design originale, e le macchine di produzione additiva in metallo, che consentono di realizzare componenti alleggeriti del telaio di una vettura da corsa o protesi su misura in grado di migliorare il recupero funzionale di una persona che ha subito un grave trauma».

Dall’acciaio al titanio

La stampante 3D di Renishaw è stata ottimizzata per i materiali più richiesti dai settori produttivi che hanno per primi intuito i benefici della stampa 3D. Per i settori farmaceutico, navale e per l’industria alimentare viene usato l’acciaio inossidabile 316L, mentre per le applicazioni in cui la leggerezza è fondamentale, come le corse automobilistiche e l’aerospaziale, i prodotti vengono stampati con una lega di alluminio e silicio o con leghe di titanio, adatte anche per il biomedicale. In quest’ultimo settore, soprattutto per la produzione di protesi dentali, la stampante di Renishaw impiega un lega a base di cobalto-cromo. Per applicazioni estreme, come nei propulsori aerospaziali o nelle turbine a gas per la produzione di energia, viene usata infine un una superlega a base nichel-cromo in grado di resistere a temperature elevatissime e anche in ambienti corrosivi.

Come funziona la fusione laser

La stampante 3D per metalli di Renishaw funziona con lo stesso principio di quelle consumer, costruendo gli oggetti strato su strato. Soltanto che in questo caso non viene deposta plastica in filamenti sciolta da un estrusore, ma polvere di metallo che viene irraggiata da un laser in fibra ottica: in pochi istanti questi minuscoli grani fondono e si solidificano, assumendo la forma e le caratteristiche di metallo compatto. Dopo aver costruito uno strato in questo modo, la piattaforma si abbassa e vengono realizzati tutti gli altri strati fino a ottenere l’oggetto finito. Dal momento che ogni nuovo strato fonde parzialmente anche il precedente, alla fine l’oggetto sarà perfettamente uniforme e liscio, senza le classiche rigature orizzontali tipiche della stampa 3D a fusione di filamenti di plastica.

Bicicletta MX-6 (Medium)

La bicicletta stampata in 3D

L’azienda britannica Empire Cycles e Renisaw hanno collaborato per realizzare la prima bicicletta con telaio in titanio stampato interamente in 3D tramite sinterizzazione laser. Non soltanto sono state ottenute forme che con i processi produttivi tradizionali non si sarebbero potute avere, ma la bicicletta pesa un terzo rispetto alle biciclette tradizionali pur essendo estremamente robusta. Il prezzo? Sfiora i 5000 euro.

BLOODHOUND Supersonic Car (Medium)

Il naso da record è in 3D

Questa automobile, ma forse sarebbe meglio chiamarlo missile con le ruote, ha un destino segnato: nel 2016 proverà a battere ogni record di velocità su terra raggiungendo i 1600 chilometri all’ora grazie al suo motore da 135.000 cavalli. Si chiama Bloodhound ed è un progetto portato avanti grazie alla collaborazione di 250 aziende inglesi di ogni dimensione. Tra le quali Renishaw, che per questa supercar costruirà la punta del suo “naso” in titanio. Si tratta di una parte estremamente delicata, dal momento che sarà sottoposta durante la corsa a una forza di 12 tonnellate per metro quadrato. Verrà accoppiata alla scocca dell’auto costruita in fibra di carbonio.

The following two tabs change content below.
Moreno Soppelsa è un giornalista e fotografo con competenze nella diffusione di contenuti nei nuovi e vecchi canali, dalla carta stampata ai social media, dai siti Web alle App.

Ultimi post di Moreno Soppelsa (vedi tutti)

Copy Protected by Chetan's WP-Copyprotect.