La stampa 3D sta gradualmente stravolgendo i metodi di produzione tradizionali in molti settori industriali. Tra le tecniche più innovative c’è la fusione a fascio di elettroni, meglio nota come EBM (Electron Beam Melting). Questo processo utilizza un fascio di elettroni ad alta energia per fondere polveri metalliche come il titanio o il rame, strato per strato, per produrre parti complesse e robuste. Grazie alla densità e alle prestazioni meccaniche dei pezzi ottenuti, l’EBM è particolarmente apprezzato in settori esigenti come quello aerospaziale, medico e automobilistico. Per molto tempo, questa tecnologia è stata guidata da un’unica azienda: Arcam, la società svedese che l’ha sviluppata e portata sul mercato. Oggi, però, il mercato si è ampliato e altri produttori offrono stampanti 3D basate su questo processo. In questo articolo presentiamo una panoramica delle diverse soluzioni EBM attualmente disponibili, per una migliore comprensione delle opzioni disponibili.
Spectra H di Colibrium Additive
Spectra H di Colibrium Additive è una macchina con tecnologia EBM industriale. Dotata di un piano di stampa esteso di 250 x 430 mm e della capacità di produrre componenti a temperature superiori ai 1.000 °C, questa macchina consente la realizzazione di parti ad alta integrità in modo rapido e su scala maggiore rispetto alle versioni precedenti. La capacità di lavorare ad alte temperature è ideale per la lavorazione di materiali soggetti a criccature. Schermi termici mobili migliorano l’isolamento, creando un ambiente ottimale per una produzione di componenti di qualità. Il fascio da 6 kW autocalibrato permette, inoltre, una velocità di stampa interessante per una produzione su larga scala. Degna di nota è la tecnologia Point Melt, disponibile sulle stampanti Spectra EBM di Colibrium Additive: un processo in cui la polvere metallica viene fusa tramite piccoli “punti” anziché linee, come avviene comunemente. Questa tecnologia consente un controllo più preciso della temperatura, riducendo i gradienti termici, la necessità di sinterizzazione e garantendo una migliore finitura superficiale.
Interno della macchina Spectra H di Colibrium Additive (Crediti immagine: Colibrium Additive)
Calibur3 di Wayland Additive
La stampante 3D EBM Freemelt® ONE
Freemelt è un’azienda svedese fondata nel 2017 da ex ingegneri Arcam, pionieri della tecnologia EBM. Tra le sue tre stampanti, la Freemelt® ONE si distingue per il suo design dedicato alla ricerca. Dotata di un fascio di elettroni da 6 kW, mantiene una qualità costante in tutta la sua gamma di potenza, consentendo di raggiungere temperature superiori a 1.200°C e di lavorare materiali avanzati. La sua camera da vuoto da 70 litri è dotata di un sistema di alimentazione ottimizzato per utilizzare piccole quantità di polvere, velocizzare i cambi di materiale e ridurre i tempi di pompaggio e raffreddamento. Il software Field Construct, progettato per controllare con precisione il fascio di elettroni attraverso i campi magnetici, consente movimenti rapidi e precisi senza la necessità di hardware complessi.
La Freemelt® ONE è una stampante EBM senza involucro esterno, ideale per laboratori e centri di ricerca (Crediti immagine: Freemelt).
T200 di Xian Sailong Metal
La T200 è una stampante 3D sviluppata da Xian Sailong Metal, appositamente progettata per la produzione di parti metalliche complesse, in particolare nei settori medico e aerospaziale. Si basa sulla tecnologia SEBM (Selective Electron Beam Melting) e utilizza un fascio di elettroni ad alta precisione da 6 kW in grado di preriscaldare la polvere a 1100°C. Con un volume di stampa di 200 × 200 × 450 mm, la T200 consente di produrre in modo efficiente pezzi di grandi dimensioni, come impianti ortopedici o componenti in titanio-alluminio per turbine. Con un diametro del fascio inferiore a 100 μm, garantisce un’elevata precisione e continuità di produzione. Operando in un ambiente sotto vuoto rigorosamente controllato, assicura una maggiore purezza dei pezzi prodotti e limita la necessità di post-trattamento. Il suo sistema di alimentazione della polvere migliora la stabilità del processo e riduce la sensibilità alla fluidità del materiale.
Crediti immagine: Xian Sailong Metal
JAM-5200EBM di JEOL
Questa stampante 3D, che pesa 4.900 kg, utilizza un fascio di elettroni con una potenza massima di 6 kW. Il suo catodo ha una durata di vita di circa 1.500 ore, riducendo i tempi di fermo della produzione necessari per la sua sostituzione. Il sistema regola automaticamente l’asse e la forma del fascio in base alla posizione di irradiazione. A differenza di altre tecnologie, non è necessario il gas elio per contenere la polvere, consentendo la produzione in un ambiente pulito e a costi inferiori, preservando la superficie del catodo e garantendo la stabilità del fascio. La stampante incorpora anche un sistema di monitoraggio remoto, che consente di produrre più pezzi contemporaneamente in un’unica tiratura. Il taglio non è praticamente necessario, riducendo lo spreco di materiale, e la polvere di metallo può essere riutilizzata, ottimizzando le risorse e i costi di produzione.
PM EBM 30S di pro-beam additive
Il produttore tedesco pro-beam additive si sta facendo conoscere con la sua stampante PM EBM 30S. Con dimensioni di 6,4 x 3,5 x 3,3 metri e una potenza del fascio fino a 150 kV, questa macchina si distingue per la sua efficienza, in grado di produrre più parti in tempi record. Eseguendo le varie fasi del processo in parallelo, pro-beam ha aumentato notevolmente la produttività del suo sistema. I tempi morti vengono eliminati e la stampa diventa completamente automatizzata e controllabile digitalmente, garantendo un controllo costante della qualità. La PM EBM 30S è particolarmente adatta alla produzione di parti sottili e complesse e può gestire sia le leghe tradizionali utilizzate nell’EBM sia metalli noti per essere difficili da saldare.
Crediti immagine: pro-beam additive
S200 di Qbeam
Tra i nuovi arrivati nel campo della produzione additiva a fascio di elettroni, l’azienda cinese Qbeam si distingue con la sua stampante Qbeam S200, basata sulla tecnologia brevettata EBSM® che funziona secondo gli stessi principi di altri sistemi EBM. La Qbeam S200 è dotata di un cannone elettronico EG3.1, sviluppato internamente, in grado di produrre un fascio di 140 μm, garantendo al contempo elevate velocità di scansione. I suoi punti di forza sono un sistema di calibrazione automatica che richiede meno di 300 minuti e un dispositivo di monitoraggio online che analizza la qualità del processo strato per strato. Inoltre, il suo sistema intelligente di alimentazione e riciclo della polvere garantisce un tasso di utilizzo del 98%, ottimizzando i costi di produzione. Progettata per soddisfare le esigenze di settori come il medicale, l’aerospaziale e l’automotive, la Qbeam S200 è una soluzione ad alte prestazioni nel panorama della produzione additiva di metalli.
La stampante 3D EBM EZ300 di TADA
La stampante 3D EBM EZ300 è stata sviluppata da TADA, una filiale del gruppo giapponese Mitsubishi. Il produttore ha condiviso poche informazioni sulle specifiche tecniche di questa macchina industriale. Si dice che offra una velocità di 250 cc/ora, il che la rende una delle soluzioni più veloci del settore. L’azienda ha progettato il proprio catodo a forma di asta, che consente un tempo di riscaldamento di 1.000 ore. Ciò significa che gli utenti possono aumentare la produttività e pianificare progetti a lungo termine. La stampante EZ300 è compatibile con la polvere d’acciaio.
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