Tutto quello che c’è da sapere sulla stampa 3D dell’acciaio

L’acciaio è un metallo molto utilizzato nei settori della produzione industriale e della stampa 3D. Si tratta di un materiale impiegato come risorsa nell’edilizia e come materia prima per utensili e parti meccaniche. Questo metallo altro non è che una lega a base di ferro (Fe) e carbonio (C), più eventuali altri elementi come zinco (Zn) o silicio (Si). Questi modificano le proprietà del materiale che, a seconda della combinazione ottenuta, sarà più o meno resistente o ossidabile. Per comprendere meglio le proprietà dell’acciaio, le sue applicazioni e la sua compatibilità con la stampa 3D, ti proponiamo questa guida completa.

Caratteristiche del materiale

L’acciaio, sotto forma di polveri, può essere ottenuto con diversi processi. Il più comune è l’atomizzazione, che prevede la fusione del metallo o della lega che viene poi fatto colare attraverso una filiera forata. Utilizzando getti di gas o acqua ad alta pressione, il metallo fuso si trasfoma in tante piccole goccie che, una volta raffreddate, si solidificano diventando polvere. L’uso di gas inerti (come azoto o argon) riduce al minimo l’ossidazione della polvere durante il processo. Le polveri metalliche possono essere mescolate con altri elementi o polveri per ottenere la composizione chimica desiderata. I tipi di acciaio più comuni utilizzati nella stampa 3D sono:

• 316L: è l’acciaio inossidabile più comunemente utilizzato nella stampa 3D. Composto da ferro, cromo, nichel e molibdeno, questo metallo a basso tenore di carbonio offre un’elevata resistenza alla corrosione, grande duttilità e buone proprietà termiche.
• Martensitico: è un tipo di lega al cromo con altri elementi. È chiamato così perché la sua struttura fisica è costituita da martensite. Può offrire prestazioni di alta resistenza simili a quelle dell’alluminio a parità di peso, ma è più economico.
• 17-4PH: questo materiale, anche inossidabile, ha un’ elevata elasticità e una buona resistenza alla corrosione e all’usura. Il 17-4 PH è uno dei principali acciai temprabili, ed è compatibile con la produzione additiva.
• 304: è un acciaio inossidabile austenitico contenente elementi che formano l’austenite. Generalmente, contiene un minimo di 18% di cromo e 8% di nichel, combinati con un massimo di 0,08% di carbonio. Offre una buona saldabilità, una buona resistenza alla corrosione e all’ossidazione e un’eccellente tenacità.

Processi di stampa 3D con l’acciaio

L’acciaio è compatibile con tutte le tecnologie di stampa 3D in metallo. La più comune è la fusione a letto di polvere o LPBF. Altre tecniche compatibili con l’acciaio sono il Binder Jetting (BJ) e la tecnologia DED (Direct Energy Deposition).

Qualunque sia il metodo utilizzato, il pezzo viene creato strato per strato. Inoltre, quando si lavora con il metallo, una volta completato il processo di produzione additiva, è necessario un adeguato post-processing. Questo include la rimozione della polvere non fusa, nel caso delle tecnologie BJ e LPBF, ma anche l’uso di diversi strumenti di finitura superficiale se è stato utilizzato il processo DED.

Principali applicazioni e prezzi

La stampa 3D dell’acciaio può essere utilizzata in un’ampia gamma di applicazioni. La maggior parte di esse riguarda i settori più esigenti, dove sono richieste parti di alta qualità con proprietà avanzate. Uno di questi è la medicina: in quanto materiale biocompatibile, l’acciaio viene utilizzato per creare impianti personalizzati, dispositivi medici e strumenti chirurgici di alta precisione. Inoltre, le sue buone proprietà meccaniche, come la resistenza alla corrosione e alle alte temperature, lo rendono interessante per l’industria aerospaziale e automobilistica.

Le tecnologie di stampa 3D dei metalli sono più complesse rispetto alla produzione additiva di plastica o resine. Sebbene l’acciaio non sia un metallo prezioso, la sua polvere può essere costosa. Inoltre, i materiali riscaldati fino al punto di fusione richiedono un lungo tempo di raffreddamento, il che riduce l’utilizzo della macchina rispetto alla tecnologia SLS, ad esempio. Di conseguenza, il costo del materiale e della macchina, che spesso richiede un investimento iniziale elevato, sono fattori da tenere in considerazione.

Cosa ne pensi della stampa 3D di acciaio? Faccelo sapere lasciando un commento sui nostri social Facebook e LinkedIn. Trovi tutti i nostri video sul nostro canale YouTube! Non dimenticare di iscriverti alla nostra Newsletter settimanale per ricevere tutte le notizie sulla stampa 3D direttamente nella casella di posta!

*Crediti di tutte le foto: Materialise