Nuove leghe e nuovi parametri per l'additive manufacturing: il nostro centro di ricerca e sviluppo.

Sul finire dell'estate 2017 abbiamo deciso di dedicare completamente un impianto alla ricerca di nuove leghe e nuovi parametri per la sinterizzazione dei metalli. Dopo alcuni mesi siamo pronti a raccontarne l'esperienza ed i motivi per cui una Fabbrica Additiva non può fare a meno di investire risorse nell' R&D.

ZARE Ricerca e Sviluppo

"Dare inizio ad un reparto di ricerca e sviluppo è stata una scelta obbligata dal mercato per continuare a essere il partner che trova, insieme al cliente, la soluzione perfetta per l'applicazione, in un progetto, di ciò che permette una produzione industriale tramite additive manufacturing. Esistono molte possibilità già predisposte da parte delle case produttrici, ma quando si entra in ambito di applicazioni critiche esistono ancora un ampio margine di personalizzazione: sia per quanto riguarda la lega che per quanto concerne i parametri di stampa"

- Pasquali, General Manager

Quando è necessaria e come avviene la ricerca

Il centro di ricerca e sviluppo si attiva o su richiesta specifica di un cliente o a partire da una più ampia analisi di quelle che riteniamo essere le esigenze di mercato

Nel primo caso si entra a stretto contatto con il cliente il quale si rende conto di poter ottenere forti vantaggi utilizzando tecnologie additive - in termini di alleggerimento o, più semplicemente, per la più rapida evasione delle commesse rispetto ad elementi realizzati tramite microfusione - ma valuta che le prestazioni degli elementi prodotti con impostazioni "di fabbrica" non sono appropriate per le specifiche di progetto.

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Nel secondo caso si ricerca ed ottimizza una lega per la quale esiste solamente un materiale alternativo, quindi simile, ma non identico né per qualità meccaniche e fisiche né, più banalmente, per quello che il nome già universalmente noto ai progettisti.

"Partiamo dall'analisi granulometrica e morfologica delle polveri per verificare le qualità chimico-fisiche e controllare l'effettiva possibilità di sinterizzazione laser. In fase successiva si svolgono test in sequenza sui parametri fino ad affinare le combinazioni per conformarsi alle caratteristiche attese in termini, ad esempio, di proprietà meccaniche, densità, peso o proprietà a caldo specifiche. Gli sforzi vanno nella direzione di far emergere in modo evidente i valori che caratterizzano quella lega mantenendo, allo stesso tempo, armonia tra le altre caratteristiche in determinate condizioni. "

- Orrao - Technical Department

Le prove alle quali vengono sottoposti i materiali

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Ogni insieme di parametri deve essere validato da test reali sul campo.
Per ogni lega e per ogni insieme di parametri per i quali ci si aspetta un certo tipo di risultato viene sinterizzato un lotto di provini in metallo.

In una prima fase gli elementi vengono sottoposti a test delle proprietà statiche. Viene applicata una sollecitazione graduale e per tempi piuttosto lunghi per validarne la resistenza meccanica in termini di resistenza a trazione e snervamento.
Nella fase immediatamente successiva si verifica la durezza, quindi la resistenza a deformazione permanente a fronte di continue sollecitazioni concentrate.

Per gli elementi prodotti tramite additive manufacturing è particolarmente critica la fase di verifica delle proprietà dinamiche.
Il test di resilienza, in quanto più oneroso in termini di tempo e costi, viene effettuato se i precedenti hanno dato esito positivo e se gli oggetti per cui viene svolta la ricerca, avranno necessità di essere sottoposti, sul campo, a sollecitazioni analoghe.

Una volta superati i test indispensabili si è pronti per mettere a punto la risoluzione delle problematiche legate all'economicità relativa per determinare le condizioni del lotto produttivo per una perfetta messa in macchina.

"L'ottimizzazione di processo va a vantaggio della qualità oggettiva del manufatto prodotto in fabbrica nei termini in cui qualità significa arrivare a ridurre qualsiasi rischio sull'utilizzo del componente".

- Torelli - Responsabile qualità

Post processo e trattamento termico

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L'ultima fase di perfezionamento della lega avviene attraverso il trattamento termico.
Nel momento in cui si ottengono conferme dai test di sollecitazione la lega può essere ulteriormente ottimizzata sottoponendo il lotto di provini a trattamento termico.

Il procedimento può avere due scopi differenti: generale o specifico.

Nel primo caso si andrà a stabilizzare il componente riducendo, ad esempio, le tensioni interne ottenendo un generale aumento delle performance meccaniche. Nel secondo caso si andrà ad operare in maniera mirata e verticale su proprietà specifiche, spesso a scapito di altre peculiarità, per rendere l'oggetto, e quindi la lega da cui è composto, ancora più indicata ed adatta allo scopo per cui si erano avviati la ricerca e sviluppo.

"Un manufatto realizzato tramite tecnologia di produzione additiva dei metalli, se opportunamente ricercato ed ottimizzato attraverso il centro R&D della nostra fabbrica, ha le stesse identiche caratteristiche di un pezzo ottenuto dal pieno o ottenuto tramite l'utilizzo di altre tecnologie di produzione tradizionali" - Pisciuneri - Sales Manager


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