Nuovi nitruri per la produzione in serie: la C1000 FLEXMATIC segna una svolta industriale

La produzione additiva ceramica non si limita più alla prototipazione e si sta progressivamente imponendo come una soluzione di produzione industriale. Capace di rispondere a elevati requisiti di performance e affidabilità, si avvale ormai di materiali avanzati adatti ad ambienti critici.

In questo contesto, 3DCeram Sinto annuncia la compatibilità della sua C1000 FLEXMATIC con il nitruro d’alluminio (AlN) e il nitruro di silicio (Si₃N₄), due ceramiche tecniche rinomate per le loro prestazioni e utilizzate in particolare nei settori aerospaziale, dei semiconduttori e dell’ottica.

Basata sul processo SLA, la C1000 FLEXMATIC combina semi-automazione e intelligenza artificiale per sostenere la produzione in serie. Il suo volume di stampa di 320 × 320 × 200 mm permette di fabbricare pezzi di varie dimensioni con una precisione costante. L’IA CERIA genera automaticamente i parametri di stampa ottimizzati, garantendo una qualità ripetibile e una riduzione dei tempi di fermo macchina, rendendo l’impianto uno strumento di produzione affidabile per gli industriali.

Una compatibilità materiali ampliata

La C1000 FLEXMATIC stampa dunque il nitruro d’alluminio e il nitruro di silicio, due ceramiche tecniche ad alto valore aggiunto per industrie esigenti. Entrambe possiedono proprietà meccaniche e chimiche estremamente interessanti:

• Il nitruro d’alluminio (AlN) combina un’elevata conducibilità termica (fino a circa 180 W/m·K) e un eccellente isolamento elettrico, rendendolo il materiale di riferimento per la gestione termica avanzata. La sua bassa dilatazione termica (≈ 3 × 10⁻⁶ K⁻¹) garantisce un’elevata stabilità dimensionale, anche sotto severi stress termici. Queste proprietà permettono di concepire dei componenti capaci di dissipare efficacemente il calore conservando la loro precisione geometrica, un vantaggio chiave per gli heat sinks, substrati elettronici e attrezzature per l’industria dei semiconduttori, in particolare quando la fabbricazione additiva è utilizzata per integrare delle geometrie ottimizzate e funzionali.

• Il nitruro di silicio (Si₃N₄) si distingue per l’eccellente resistenza all’usura e alla corrosione, associata a una grande durezza e un’elevata resistenza meccanica (fino a ≈ 750 MPa in flessione). Queste caratteristiche ne fanno un materiale particolarmente adatto ai pezzi strutturali per l’aerospaziale e la difesa, dove la tenuta meccanica, la durabilità e l’affidabilità in condizioni estreme sono essenziali.

Allargare il campo delle possibilità

Le ceramiche tecniche associate alla produzione additiva permettono di sfruttare appieno i gradi di libertà geometrica offerti dal procedimento, ottimizzando al contempo dei parametri chiave come la massa, l’integrazione funzionale e le prestazioni termo-meccaniche dei pezzi. Questo approccio apre la via ad applicazioni più durevoli e più performanti, capaci di soddisfare delle specifiche industriali esigenti.

Nell’industria dei semiconduttori, un caso d’uso rappresentativo è quello dei dissipatori termici, la cui funzione è di assicurare un’evacuazione efficace del calore generato durante i processi. Questi componenti devono combinare stabilità meccanica, conduttività termica elevata e resistenza agli ambienti plasma. Il ricorso alla fabbricazione additiva ceramica, in particolare con il nitruro d’alluminio (AlN), permette di concepire delle geometrie ottimizzate — come dei canali interni o delle superfici funzionalizzate — difficili da ottenere con procedimenti convenzionali, migliorando direttamente l’efficacia della dissipazione termica.

Le applicazioni del nitruro di silicio (Si₃N₄) stampato in 3D illustrano ugualmente l’interesse di questo approccio nei settori dell’ottica e dell’aerospaziale. La fabbricazione additiva è utilizzata per produrre dei componenti strutturali di telescopi, in particolare dei supporti di specchi, la cui architettura è stata ripensata al fine di combinare alleggerimento, rigidità accresciuta e stabilità meccanica. Queste concezioni ottimizzate facilitano l’integrazione dei sistemi migliorando al contempo le loro prestazioni globali.

Questi esempi non sono che una parte di ciò che è realizzabile con la fabbricazione additiva ceramica, e più particolarmente con la soluzione industriale semi-automatizzata di 3DCeram Sinto. D’altronde, l’azienda conclude: “Il passaggio dal prototipaggio alla produzione nel settore della FA ceramica è progressivo, ma la direzione da seguire è chiara. I fabbricanti ricercano macchine che offrano ripetibilità, materiali che rispondano a specifiche esigenti e flussi di lavoro conformi alle pratiche industriali. Integrando un controllo dei processi guidato dall’IA, una semi-automatizzazione e dei nitruri avanzati, la C1000 FLEXMATIC si posiziona come una piattaforma per questa transizione”.

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*Crediti foto di copertina: 3DCeram Sinto