InssTek sta rivoluzionando la ricerca mondiale sulle leghe con la stampante 3D DED MX-Lab

La Direct Energy Deposition (DED) è una delle tecnologie più versatili di produzione additiva dei metalli. Utilizzato per qualsiasi cosa, dalle parti metalliche di grandi dimensioni alle riparazioni, il processo sta guadagnando popolarità in diversi settori. Un’area in cui si registra un interesse crescente per la stampa DED è la ricerca sui materiali. Lo dimostra la stampante 3D MX-Lab, progettata proprio per questo scopo.

InssTek, fornitore sudcoreano di soluzioni per la stampa 3D industriale, ha riscosso un notevole successo a livello mondiale con la sua macchina per la stampa 3D di metalli MX-Lab, attirando le migliori università e istituti di ricerca di tutto il mondo. Le recenti vendite all’Institut Jean Lamour (IJL) dell’Università della Lorena hanno ulteriormente accelerato l’espansione globale di MX-Lab. Inoltre, sono attualmente in corso installazioni presso altre università e istituti di ricerca, in particolare per coloro che lavorano nel campo della metallurgia e delle leghe, ovvero nell’ambito della miscelazione dei metalli per ottenere leghe.

Ma come si può utilizzare esattamente il DED per la ricerca sui materiali? Come si può adottare questa tecnologia se si ha poca esperienza con la stampa 3D di metalli? Perché scegliere questa stampante 3D? Abbiamo dato un’occhiata alle caratteristiche della stampante 3D MX-Lab per rispondere meglio a queste domande. I partecipanti a Formnext 2024 potranno vedere la macchina presso lo stand di InssTek, D98, nel padiglione 12.0.

Caratteristiche della stampante 3D MX-Lab

Prima di esaminare le applicazioni, è necessario comprendere il funzionamento della stampante 3D MX-Lab stessa. Come già detto, questa stampante 3D utilizza la stampa 3D DED con la tecnologia Direct Metal Tooling (DMT®) di InssTek. Questo processo si distingue per essere una delle forme più precise di tecnologia DED, con la polvere che viene fusa direttamente da un laser e con due telecamere che possono analizzare e controllare l’altezza del bagno di fusione in tempo reale. La MX-Lab è stata progettata come soluzione entry-level per il processo DED, rendendolo ancora più accessibile alle applicazioni di ricerca.

Laboratori di ricerca in molti paesi diversi hanno pubblicato documenti in cui è stata utilizzata la stampante 3D MX-Lab.

Il volume di stampa della MX-Lab è di 150 x 150 x 150 mm e la macchina utilizza un laser a fibra di itterbio. Le dimensioni compatte consentono ai ricercatori di progettare e condurre esperimenti con flessibilità e facilità. La potenza massima del laser è di 500 watt; quella media è di circa 300 watt.

Inoltre, la soluzione è stata progettata per una facile installazione ed è stata appositamente ottimizzata per la ricerca sui materiali. La sua interfaccia user-friendly e le sue funzionalità avanzate consentono a scienziati e ingegneri di esplorare in modo efficiente un’ampia gamma di composizioni e proprietà dei materiali. Per questo motivo, la stampante vanta una serie di caratteristiche interessanti per i ricercatori.

La caratteristica più importante di questa stampante è il sistema “Hexa Powder Feeder”, che consente di controllare con precisione fino a sei diversi rapporti di materiale durante gli esperimenti. Questo sistema garantisce un’alimentazione accurata della polvere, anche in microquantità, rendendola ideale per applicazioni di ricerca dettagliate e precise. Ad esempio, è ottimizzato per la ricerca sulle leghe ad alta entropia (HEA). L’alimentatore è in grado di scansionare velocemente leghe di varie composizioni durante la stampa 3D, consentendo di effettuare rapidamente ricerche sui materiali.

Le caratteristiche della stampante 3D MX-Lab sono adatte alla ricerca sulle leghe, come mostrato in questa immagine.

Altre caratteristiche includono la calibrazione automatica della polvere, la regolazione automatica dello strato z, la possibilità di impostare la polvere laser appropriata per il materiale nella posizione desiderata per i campioni multimateriale e un sistema di monitoraggio. Quest’ultimo monitora parametri quali la potenza del laser, l’immagine del bagno di fusione, il sistema di coordinate e il sistema di alimentazione della polvere, offrendo all’utente la possibilità di estrarre dati. Un enorme vantaggio per la ricerca.

Utilizzo della stampa 3D DED per la ricerca sui materiali

Se si considerano le sue caratteristiche, si capisce perché la stampante 3D MX-Lab abbia avuto successo nel settore della ricerca sui materiali. In effetti, sono già state vendute 40 unità in 15 paesi del mondo, tra cui Stati Uniti, Europa e naturalmente Asia. I casi d’uso dimostrano che è particolarmente adatta alla ricerca sui materiali.

Prendiamo l’esempio della ricerca sulle leghe ad alta entropia (HEA), che si formano mescolando proporzioni uguali o relativamente grandi di cinque o più elementi. Queste leghe tendono ad avere una maggiore forza, una maggiore durezza e un’elevata resistenza alla corrosione rispetto alle leghe e ai metalli standard. Ciò le rende particolarmente interessanti in settori come la produzione di stampi, l’aerospaziale, l’antiradiazione e altri ancora. Si tratta dei modi più diffusi in cui i ricercatori utilizzano la stampante 3D MX-Lab, ad esempio al KAIST in Corea del Sud.

Alcuni dei temi di ricerca che sono stati affrontati utilizzando la stampante 3D MX-Lab di InssTek.

Ulteriori applicazioni sono state portate avanti da una serie di prestigiosi istituti di ricerca. Ad esempio, negli Stati Uniti, la Brown University utilizza la stampa 3D MX-Lab per ricerche innovative nel campo della scienza e dell’ingegneria dei materiali. All’Università del Michigan, invece, i ricercatori hanno condotto studi sulle leghe ad alte prestazioni e sull’ottimizzazione dei processi di stampa 3D. All’Università del North Dakota, l’MX-Lab viene utilizzata per sviluppare strutture multimateriale e applicazioni di machine learning nella stampa 3D.

Per quanto riguarda le applicazioni negli altri Paesi, in Finlandia il VTT sta lavorando per trovare una lega migliore modificando la composizione di una lega esistente. Infine, COMTES FHT a.s. nella Repubblica Ceca sta utilizzando la stampante 3D per produrre campioni di materiali FGM (Functionally Gradient Materials).

Questi materiali sono notevoli per la loro capacità di includere variazioni nella composizione o nelle microstrutture rispetto al volume, consentendo così di modificare le proprietà del materiale e di progettarlo per funzioni e applicazioni specifiche. Solo le stampanti 3D come l’MX-Lab sono in grado di crearli. Numerose pubblicazioni su riviste prestigiose hanno inoltre dimostrato la versatilità e le elevate prestazioni di MX-Lab in vari ambiti di ricerca.

Un portavoce di InssTek conclude: “L’elevato interesse e la fiducia nelle prestazioni e nel potenziale di MX-Lab da parte degli istituti di ricerca stanno determinando il nostro successo nel mercato globale. Intendiamo continuare a collaborare con un numero sempre maggiore di istituzioni per contribuire allo sviluppo di tecnologie innovative”. Per saperne di più sulla stampante 3D MX-Lab, clicca QUI.

E se ti interessa vedere direttamente come può essere utilizzata la macchina per la ricerca sui materiali, non esitare a visitarla a Formnext presso lo stand D98, nel padiglione 12.0.

Cosa ne pensi della stampante 3D MX-Lab e delle sue applicazioni nella ricerca sui materiali? Condividi la tua opinione 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!