EOS sviluppa una soluzione per la stampa 3D in metallo senza supporti

Oggi la stampa 3D in metallo si rivolge principalmente ai professionisti, aprendo loro nuove strade dal punto di vista economico in vari settori. Lo studio di Grand View Research ci mostra che il valore di questo mercato nel 2022 è stato di 4,06 miliardi di dollari, ma che raggiungerà i 22,60 miliardi di dollari entro il 2030. Spicca tra tutte la tecnologia DMLS, acronimo di Direct Metal Laser Melting. Brevettata da EOS nel 1994, questo processo è oggi utilizzato in tutti i settori, come quello aerospaziale, medicale o automobilistico, e combina i vantaggi della stampa 3D in metallo con una qualità dei pezzi eccellente e ripetibile. La tecnologia DMLS, come altre tecnologie di produzione additiva, richiede anche strutture di supporto. Per fare un ulteriore passo avanti nella tecnologia e sfruttare appieno il potenziale degli utenti, EOS ha sviluppato una gamma di soluzioni che consentono la stampa 3D in metallo di geometrie complesse con una drastica riduzione delle strutture di supporto. Questo perché i supporti nella stampa 3D in metallo sono associati a tempi, materiali e sforzi aggiuntivi nella post-elaborazione.

Processo di stampa 3D in metallo con sistema Quad-Laser di EOS (Crediti: EOS GmbH)

Le strutture di supporto nella stampa 3D in metallo

Per gli utenti della tecnologia DMLS oggi è perfettamente normale dover aggiungere dei supporti a seconda del pezzo desiderato. Questo perché solo in questo modo è possibile stampare in 3D geometrie con design molto più complessi e dettagliati. Ciò include, ad esempio, la progettazione di sporgenze inferiori a 30 gradi, di interi ponti o persino di rientranze nel componente. Tutte queste geometrie si deformerebbero senza strutture di supporto. Per ovviare a questo problema, già in fase di progettazione vengono aggiunti dei supporti, che poi devono essere rimossi manualmente o automaticamente dopo la stampa 3D. Dunque, l’aggiunta di supporti è una necessità per diversi componenti, ma comporta anche alcune difficoltà che si riflettono sui costi. L’innovativa capacità di stampare con un numero ridotto di strutture di supporto nel processo DMLS apre quindi nuove possibilità per la stampa 3D dei metalli e porta la tecnologia a un livello superiore.

EOS supporta i suoi clienti nell’implementazione della stampa 3D senza supporti

Per poter trarre vantaggio dalla possibilità di stampare in 3D senza supporti, è necessario prendere in considerazione tre fattori in particolare: il processo, gli strumenti e il giusto know-how. Tenendo conto di questi aspetti, EOS mostra un esempio di stampa 3D DMLS senza supporti utilizzando una girante, che normalmente usa supporti a causa delle sue geometrie complesse. La stampa senza supporto è complicata dal fatto che ogni girante varia notevolmente a causa di proprietà come il diametro, il numero di pale o le coperture. Tuttavia, secondo EOS, è importante impartire le conoscenze necessarie in modo esteso e a tutti i livelli. Per poter sfruttare le possibilità della stampa 3D in metallo senza supporti, è necessario un modo di pensare additivo, che può essere realizzato attraverso una formazione mirata o ad una consulenza adeguata. L’importanza di questa conoscenza si concretizza in aspetti quali la progettazione, la disposizione del componente sul piano si stampa o persino il materiale utilizzato nel processo. Anche lo strumento Smart Fusion, che sarà presto disponibile per gli utenti, è un pezzo importante del puzzle quando si tratta di stampa 3D in metallo senza supporto. Questo strumento regola l’energia immessa dal laser in base alla geometria in questione e può ridurre le sollecitazioni termiche. Riducendo le strutture di supporto nella produzione additiva basata sul metallo, è quindi possibile beneficiare non solo di tempi di produzione ridotti, ma anche di un minore sforzo nel post-processing e di un risparmio di materiale.

“Anche se stiamo spingendo i limiti del possibile nella stampa 3D senza supporti, abbiamo a che fare con la fisica reale e quindi non tutto è possibile. Ma la nostra soluzione cambierà le carte in tavola. Sia i nostri clienti pilota che i clienti che hanno testato la tecnologia con noi sono entusiasti delle potenzialità. Siamo pronti a innovare insieme la stampa 3D in metallo“, ha affermato Davy Orye, team leader di Additive Minds Consultants.

La girante è stata prodotta con un processo ottimizzato in 316L su una EOS M 290 senza supporti interni e con una riduzione dei costi del 35% (immagine: EOS GmbH).

In definitiva, con la produzione additiva dei metalli senza supporti, la stampa 3D può offrire enormi vantaggi e attrattive. La sola analisi dei costi mostra che, nell’esempio della girante, è stato possibile risparmiare il 35% dei costi. Nel dettaglio, questi risparmi sono stati ottenuti principalmente su post-produzione, materiale e tempo di stampa; d’altra parte i costi e l’impegno per il processo di progettazione senza supporti sono aumentati dall’8 al 14%. Oltre ai vantaggi in termini di costi, la stampa 3D senza supporti aiuta l’utente a stampare in modo più sostenibile, poiché richiede meno materiale e produce meno rifiuti. Infine, consente un processo di lavoro più sicuro, in quanto l’utente non è più costretto a eseguire una post-produzione tramite taglio e rettifica. Per maggiori dettagli sulla stampa 3D in metallo senza supporti, è possibile scaricare gratuitamente il whitepaper di EOS: QUI.

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Crediti immagine copertina: EOS GmbH (steli dell’anca prodotti ottimizzando il processo Ti64 su una EOS M 300-4 con una stampa 100% senza supporti).